Auslese von metallischen magnetischen Kalorimetern mittels Flussrampenmultiplex

by Thomas Wolber

Tuesday Sep 22, 2020, 11:00 AM → 11:45 AM Europe/Berlin

Vortrag zur Masterarbeit: Auslese von metallischen magnetischen Kalorimetern mittels Flussrampenmultiplex

Zusammenfassung:
Metallische Magnetische Kalorimeter (MMCs) eignen sich durch ihre hohe Energieauflösung und Quanteneffizienz als Teilchendetektoren in Anwendungen wie Röntgenkameras oder dem ECHo-Experiment. Um die Betriebstemperatur unter 100 mK zu halten, muss die Verkabelung der kryogenen Stufe gering gehalten werden. Für eine Vielzahl an Detektoren werden daher zur Auslese Multiplexverfahren verwendet. Das neuartige Flussrampenmultiplexverfahren kann mit geringem Aufwand realisiert werden und ist zur Auslese von Arrays von etwa 100 MMCs ausgelegt. Dabei werden die Detektorsignale phasenmoduliert und mehrere Kanäle im Frequenzmultiplex übertragen. In dieser Arbeit wurde ein FPGA-basiertes Auslesesystem entwickelt, womit die Signale in Echtzeit demoduliert werden. In Zusammenarbeit mit dem Kirchhoff-Institut für Physik der Uni Heidelberg wurde das System an einem Prototypen getestet, wobei durch die Echtzeitauswertung erstmals Langzeitmessungen ermöglicht wurden. 
 
Abstract:
Metallic Magnetic Calorimeters (MMCs) show a high energy resolution at linear dispersion. Therefore MMCs are used in X-ray cameras and the ECHo experiment. To ensure an operating temperature below 100 mK the number of wires to the cryostat needs to be low. Thus multiplexing is used to readout detector arrays. A new incomplex multiplexing technique, the Fluxramp Multiplexing, is designed for the readout of up to 100 channel arrays. The detector signals are phase modulated and multiplexed in the frequency domain. The readout system developed during this thesis demodulates the signals in real time. It was tested in cooperation with the Kirchhoff Institute for Physics in Heidelberg. 

 

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