Optical Characterization of OMT-Coupled TES Bolometers for LiteBIRD

• DOI: 10.1007/s10909-022-02808-7
• Publication Date: 2022-09-05T20:37:13Z
• Authors: J. Hubmayr; P. A. R. Ade; A. Adler; E. Allys; D. Alonso; K. Arnold; D. Auguste; J. Aumont; R. Aurlien; J. E. Austermann; S. Azzoni; C. Baccigalupi; A. J. Banday; R. Banerji; R. B. Barreiro; N. Bartolo; S. Basak; E. Battistelli; L. Bautista; J. A. Beall; D. Beck; S. Beckman; K. Benabed; J. Bermejo-Balles...; M. Bersanelli; J. Bonis; J. Borrill; F. Bouchet; F. Boulanger; S. Bounissou; M. Brilenkov; M. L. Brown; M. Bucher; E. Calabrese; M. Calvo; P. Campeti; A. Carones; F. J. Casas; A. Catalano; A. Challinor; V. Chan; K. Cheung; Y. Chinone; C. Chiocchetta; S. E. Clark; L. Clermont; S. Clesse; J. Cliche; F. Columbro; J. A. Connors; A. Coppolecchia; W. Coulton; J. Cubas; A. Cukierman; D. Curtis; F. Cuttaia; G. D’Alessandro; K. Dachlythra; P. de Bernardis; T. de Haan; E. de la Hoz; M. De Petris; S. Della Torre; J. J. Daz Garca; C. Dickinson; P. Diego-Palazuelos; M. Dobbs; T. Dotani; D. Douillet; E. Doumayrou; L. Duband; A. Ducout; S. M. Duff; J. M. Duval; K. Ebisawa; T. Elleflot; H. K. Eriksen; J. Errard; T. Essinger-Hileman; S. Farrens; F. Finelli; R. Flauger; K. Fleury-Frenette; C. Franceschet; U. Fuskeland; L. Galli; S. Galli; M. Galloway; K. Ganga; J. R. Gao; R. T. Genova-Santos; M. Georges; M. Gerbino; M. Gervasi; T. Ghigna; S. Giardiello; E. Gjerlw; R. Gonzlez Gonzles; M. L. Gradziel; J. Grain; L. Grandsire; F. Grupp; A. Gruppuso; J. E. Gudmundsson; N. W. Halverson; J. Hamilton; P. Hargrave; T. Hasebe; M. Hasegawa; M. Hattori; M. Hazumi; S. Henrot-Versill; B. Hensley; D. Herman; D. Herranz; G. C. Hilton; E. Hivon; R. A. Hlozek; D. Hoang; A. L. Hornsby; Y. Hoshino; K. Ichiki; T. Iida; T. Ikemoto; H. Imada; K. Ishimura; H. Ishino; G. Jaehnig; M. Jones; T. Kaga; S. Kashima; N. Katayama; A. Kato; T. Kawasaki; R. Keskitalo; C. Kintziger; T. Kisner; Y. Kobayashi; N. Kogiso; A. Kogut; K. Kohri; E. Komatsu; K. Komatsu; K. Konishi; N. Krachmalnicoff; I. Kreykenbohm; C. L. Kuo; A. Kushino; L. Lamagna; J. V. Lanen; G. Laquaniello; M. Lattanzi; A. T. Lee; C. Leloup; F. Levrier; E. Linder; M. J. Link; A. I. Lonappan; T. Louis; G. Luzzi; J. Macias-Perez; T. Maciaszek; B. Maffei; D. Maino; M. Maki; S. Mandelli; M. Maris; B. Marquet; E. Martnez-Gonzlez; F. A. Martire; S. Masi; M. Massa; M. Masuzawa; S. Matarrese; F. T. Matsuda; T. Matsumura; L. Mele; A. Mennella; M. Migliaccio; Y. Minami; K. Mitsuda; A. Moggi; M. Monelli; A. Monfardini; J. Montgomery; L. Montier; G. Morgante; B. Mot; Y. Murata; J. A. Murphy; M. Nagai; Y. Nagano; T. Nagasaki; R. Nagata; S. Nakamura; R. Nakano; T. Namikawa; F. Nati; P. Natoli; S. Nerval; N. Neto Godry Farias; T. Nishibori; H. Nishino; F. Noviello; G. C. O’Neil; C. O’Sullivan; K. Odagiri; H. Ochi; H. Ogawa; H. Ogawa; S. Oguri; H. Ohsaki; I. S. Ohta; N. Okada; L. Pagano; A. Paiella; D. Paoletti; G. Pascual Cisneros; A. Passerini; G. Patanchon; V. Pelgrim; J. Peloton; V. Pettorino; F. Piacentini; M. Piat; G. Piccirilli; F. Pinsard; G. Pisano; J. Plesseria; G. Polenta; D. Poletti; T. Prouv; G. Puglisi; D. Rambaud; C. Raum; S. Realini; M. Reinecke; C. D. Reintsema; M. Remazeilles; A. Ritacco; P. Rosier; G. Roudil; J. Rubino-Martin; M. Russell; H. Sakurai; Y. Sakurai; M. Sandri; M. Sasaki; G. Savini; D. Scott; J. Seibert; Y. Sekimoto; B. Sherwin; K. Shinozaki; M. Shiraishi; P. Shirron; A. Shitvov; G. Signorelli; G. Smecher; F. Spinella; J. Starck; S. Stever; R. Stompor; R. Sudiwala; S. Sugiyama; R. Sullivan; A. Suzuki; J. Suzuki; T. Suzuki; T. L. Svalheim; E. Switzer; R. Takaku; H. Takakura; S. Takakura; Y. Takase; Y. Takeda; A. Tartari; D. Tavagnacco; A. Taylor; E. Taylor; Y. Terao; L. Terenzi; J. Thermeau; H. Thommesen; K. L. Thompson; B. Thorne; T. Toda; M. Tomasi; M. Tominaga; N. Trappe; M. Tristram; M. Tsuji; M. Tsujimoto; C. Tucker; R. Ueki; J. N. Ullom; K. Umemori; L. Vacher; J. Van Lanen; G. Vermeulen; P. Vielva; F. Villa; M. R. Vissers; N. Vittorio; B. Wandelt; W. Wang; I. K. Wehus; J. Weller; B. Westbrook; G. Weymann-Despres; J. Wilms; B. Winter; E. J. Wollack; N. Y. Yamasaki; T. Yoshida; J. Yumoto; K. Watanuki; A. Zacchei; M. Zannoni; A. Zonca
• Keywords: CMB; TES; OMT; Low temperature detector; Bolometer; Settore FIS/05; Bolometer; 600; OMT; 02 engineering and technology; CMB; 01 natural sciences; Low temperature detector; [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET] Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det]; 0103 physical sciences; Bolometer; CMB; Low temperature detector; OMT; TES; [PHYS.ASTR] Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]; 0210 nano-technology; TES

Peer reviewed<br/>Feedhorn- and orthomode transducer- (OMT) coupled transition edge sensor (TES) bolometers have been designed and micro-fabricated to meet the optical specifications of the LiteBIRD high frequency telescope (HFT) focal plane. We discuss the design and optical characterization of two LiteBIRD HFT detector types: dual-polarization, dual-frequency-band pixels with 195/280 GHz and 235/337 GHz band centers. Results show well-matched passbands between orthogonal polarization channels and frequency centers within 3% of the design values. The optical efficiency of each frequency channel is conservatively reported to be within the range 0.64−0.72, determined from the response to a cryogenic, temperature-controlled thermal source. These values are in good agreement with expectations and either exceed or are within 10% of the values used in the LiteBIRD sensitivity forecast. Lastly, we report a measurement of loss in Nb/SiNx/Nb microstrip at 100 mK and over the frequency range 200–350 GHz, which is comparable to values previously reported in the literature.<br/>This work is supported by NASA under grant no. 80NSSC18K0132.<br/>et al.<br/>