Alessandro Paiella
(Università di Roma / INFN)
The MISTRAL instrument, a cryogenic W-band camera equipped with 415 lumped element kinetic inductance detectors, achieved a significant milestone in May 2023 with its successful installation at the Gregorian focus of the Sardinia Radio Telescope, a 64 m aperture telescope in Italy. MISTRAL features a focal plane of approximately 80 mm in diameter, providing an instantaneous field of view of about 4 arcmin. The telescope's angular resolution is $\sim$12 arcsec, and the focal plane has been over-sampled with pixels separated by 4.2 mm, meaning a pixel separation of approximately 10.6 arcsec.
The lumped element kinetic inductance detectors in MISTRAL are made of a titanium-aluminum bilayer, 10+30 nm thick, on a 100mm-diameter Silicon wafer, 235 microns thick. The detectors are designed to have 415 resonances over a $\sim$500MHz bandwidth, to work in a temperature range of 200 to 240 mK, and to be sensitive in the W-band.
In this contribution, we describe the design, electrical, and optical characterization of the detector array, with specific emphasis on yield, pixel identification, optical performance, and calibration procedures. Based on the measured performance, the forecast for MISTRAL at SRT indicates a NEFD within the 5 to 15 mJy $\sqrt{\rm s}$ and a mapping speed ranging from 170 to 1500 ${\rm arcsec^2/mJy^2/h}$, depending on the scanning strategy and data filtering.
The synergy of detector performance, high angular resolution and a wide instantaneous field of view makes MISTRAL as an exceptionally versatile tool for millimeter-wave sky surveys, significantly enhancing the observational capabilities of the Sardinia Radio Telescope.
| Collaboration |
MISTRAL
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| Role of Submitter |
I am the presenter
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Alessandro Paiella
(Università di Roma / INFN)
Federico Cacciotti
(Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma)
Adina Mascia
(INAF-OAC Cagliari)
Alessandro Coppolecchia
(Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma)
Alessandro Navarrini
(INAF-OAC Cagliari)
Alessandro Novelli
(Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma)
Alessia Ritacco
(INAF-OAC Cagliari)
Andrea Occhiuzzi
(Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma)
Andrea Orlati
(INAF-IRA Bologna)
Angelo Cruciani
(Istituto Nazionale di Fisica Nucleare)
Aurora Carbone
(Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma)
Daniele Ciccalotti
(Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma)
Eleonora Barbarvara
(Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma)
Elia Stefano Battistelli
(Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma)
Emilio Molinari
(INAF-Osservatorio di Brera)
Ettore Carretti
(INAF-IRA Bologna)
Fabio Columbro
(Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma)
Federica Govoni
(INAF-OAC Cagliari)
Prof.
Francesco Piacentini
(Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma)
Gian Paolo Vargiu
(INAF-OAC Cagliari)
Giorgio Pettinari
(CNR-IFN Roma)
Giovanni Isopi
(Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma)
Giuseppe D'Alessandro
(Dipartimento di Fisica, Università La Sapienza)
Luca Lamagna
(Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma)
Prof.
Marco De Petris
(Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma)
Maria Renata Schirru
(INAF-OAC Cagliari)
Matteo Murgia
(INAF-OAC Cagliari)
Paolo De Bernardis
(Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma)
Pasqualino Marongiu
(INAF-OAC Cagliari)
Sergio Poppi
(INAF-OAC Cagliari)
Silvia Masi
(Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma)
Tonino Pisanu
(INAF-OAC Cagliari)
Valentina Capalbo
(Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma)
