利用金刚石中氮空位中心提升X射线望远镜的能量与角度分辨率

该研究团队介绍了一种焦平面探测器,旨在提升现有X射线望远镜的能量与角度分辨率。该架构将顺磁性吸收垫的金属磁性微热量计(MMC)阵列与金刚石中的氮空位(NV)中心薄层集成,实现同步光学读出。当X射线光子撞击吸收垫(工作温度~35mK)时,会引发瞬态温度变化。此时位于吸收垫正下方、保持4K工作温度的金刚石NV中心,会通过光学成像捕捉这种随时间与温度变化的瞬态磁场。采用12米焦距望远镜配合10微米吸收垫长度的设计方案,可实现~0.17角秒的最优角度分辨率与~0.70eV的能量分辨率。 相较当前基于超导量子干涉器件(SQUID)读取的过渡边缘传感器(TES)或MMC方案,该NV-MMC设计通过实现整个MMC阵列的同步光学读出取得突破。由于无需额外低温复用电子器件,该方案可自然扩展至更大规模、更精密的阵列,从而支持更精细的角度分辨率和更广阔的视场。

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提交arXiv: 2025-11-04 20:04

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