Optimal bolometer transfer function deconvolution for CMB experiments through maximum likelihood mapmaking

doi:10.1051/0004-6361/202450712

Return

Optimal bolometer transfer function deconvolution for CMB experiments through maximum likelihood mapmaking

2024-08-15

DOI：10.1051/0004-6361/202450712

Original

Original request for help

Save

Abstract

En 中文

We revisit the impact of finite time responses of bolometric detectors used for deep observations of the cosmic microwave background (CMB). Until now, bolometer transfer functions have been accounted for through a two-step procedure by first deconvolving an estimate of their Fourier-space representation from the raw time-ordered data (TOD), and then averaging the deconvolved TOD into pixelized maps. However, for many experiments, including the Planck High Frequency Instrument (HFI), it is necessary to apply an additional low-pass filter to avoid an excessive noise boost, which leads to an asymmetric effective beam. In this paper we demonstrate that this effect can be avoided if the transfer function deconvolution and pixelization operations are performed simultaneously through integrated maximum likelihood mapmaking. The resulting algorithm is structurally identical to the artDeco algorithm for beam deconvolution. We illustrate the relevance of this method with simulated Planck HFI 143 GHz data, and find that the resulting effective beam is both more symmetric than with the two-step procedure, resulting in a sky-averaged ellipticity that is 64% lower, and an effective beam full-width-at-half-maximum (FWHM) that is 2.3% smaller. Similar improvements are expected for any other bolometer-based CMB experiments with long time constants.

Keywords:

instrumentation: detectors

methods: data analysis

methods: numerical

methods: statistical

cosmic background radiation

cosmology: observations

Journal

Astronomy and Astrophysics

IF:

5.8

Papers:

5.0W

Citations:

18.3W

Organization

university of oslo

Scholars:

4.2W

Papers: 3.5W

Citations: 53

Cited Papers

Efficacy and safety of endovascular therapy for delayed hepatic artery post-pancreatectomy hemorrhage: development of extrahepatic collateral circulation and complications of post endovascular therapy

CVIR Endovascular

IF0

2022-09-05

OAAI

Yosuke Nozawa; Shinji Ymazoe; Koichi Masuda; Yutaka Takigawa; Yuko Kobashi; Koshi Ikeda; Takeshi Fukuda; Kenkichi Michimoto

Save

Planck pre-launch status: Design and description of the Low Frequency Instrument

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS

IF5.8

2010-09-15

134

OAAI

Bersanelli, M.; Mandolesi, N.; Butler, R. C.; Mennella, A.; Villa, F.; Aja, B.; Artal, E.; Artina, E.; Baccigalupi, C.; Balasini, M.; Baldan, G.; Banday, A.; Bastia, P.; Battaglia, P.; Bernardino, T.; Blackhurst, E.; Boschini, L.; Burigana, C.; Cafagna, G.; Cappellini, B.; Cavaliere, F.; Colombo, F.; Crone, G.; Cuttaia, F.; D'Arcangelo, O.; Danese, L.; Davies, R. D.; Davis, R. J.; De Angelis, L.; De Gasperis, G. C.; De La Fuente, L.; De Rosa, A.; De Zotti, G.; Falvella, M. C.; Ferrari, F.; Ferretti, R.; Figini, L.; Fogliani, S.; Franceschet, C.; Franceschi, E.; Gaier, T.; Garavaglia, S.; Gomez, F.; Gorski, K.; Gregorio, A.; Guzzi, P.; Herreros, J. M.; Hildebrandt, S. R.; Hoyland, R.; Hughes, N.; Janssen, M.; Jukkala, P.; Kettle, D.; Kilpia, V. H.; Laaninen, M.; Lapolla, P. M.; Lawrence, C. R.; Lawson, D.; Leahy, J. P.; Leonardi, R.; Leutenegger, P.; Levin, S.; Lilje, P. B.; Lowe, S. R.; Lubin, P. M.; Maino, D.; Malaspina, M.; Maris, M.; Marti-Canales, J.; Martinez-Gonzalez, E.; Mediavilla, A.; Meinhold, P.; Miccolis, M.; Morgante, G.; Natoli, P.; Nesti, R.; Pagan, L.; Paine, C.; Partridge, B.; Pascual, J. P.; Pasian, F.; Pearson, D.; Pecora, M.; Perrotta, F.; Platania, P.; Pospieszalski, M.; Poutanen, T.; Prina, M.; Rebolo, R.; Roddis, N.; Rubino-Martin, J. A.; Salmon, M. J.; Sandri, M.; Seiffert, M.; Silvestri, R.; Simonetto, A.; Sjoman, P.; Smoot, G. F.; Sozzi, C.; Stringhetti, L.; Taddei, E.; Tauber, J.; Terenzi, L.; Tomasi, M.; Tuovinen, J.; Valenziano, L.; Varis, J.; Vittorio, N.; Wade, L. A.; Wilkinson, A.; Winder, F.; Zacchei, A.; Zonca, A.

Save

NINE-YEAR WILKINSON MICROWAVE ANISOTROPY PROBE (WMAP) OBSERVATIONS: COSMOLOGICAL PARAMETER RESULTS

ASTROPHYSICAL JOURNAL SUPPLEMENT SERIES

IF8.5

2013-09-20

4.0K

OAAI

Hinshaw, G.; Larson, D.; Komatsu, E.; Spergel, D. N.; Bennett, C. L.; Dunkley, J.; Nolta, M. R.; Halpern, M.; Hill, R. S.; Odegard, N.; Page, L.; Smith, K. M.; Weiland, J. L.; Gold, B.; Jarosik, N.; Kogut, A.; Limon, M.; Meyer, S. S.; Tucker, G. S.; Wollack, E.; Wright, E. L.

Save

Cesaro fins parametric optimization for enhancement in the solidification performance of a latent heat storage system with combined fins, foam, and nanoparticle

Energy Reports

IF0

2023-12-01

OAAI

Prashant Saini; Atul Dhar; Satvasheel Powar; Mrityunjay Doddamani

Save

CMB power spectrum parameter degeneracies in the era of precision cosmology

JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS

IF5.9

2012-04-20

391

OAAI

Howlett, Cullan; Lewis, Antony; Hall, Alex; Challinor, Anthony

Save

Planck 2015 results VII. High Frequency Instrument data processing: Time-ordered information and beams

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS

IF5.8

2016-09-20

OAAI

Adam, R.; Ade, P. A. R.; Aghanim, N.; Arnaud, M.; Ashdown, M.; Aumont, J.; Baccigalupi, C.; Banday, A. J.; Barreiro, R. B.; Bartolo, N.; Battaner, E.; Benabed, K.; Benoit, A.; Benoit-Levy, A.; Bernard, J. -P.; Bersanelli, M.; Bertincourt, B.; Bielewicz, P.; Bock, J. J.; Bonavera, L.; Bond, J. R.; Borrill, J.; Bouchet, F. R.; Boulanger, F.; Bucher, M.; Burigana, C.; Calabrese, E.; Cardoso, J. -F.; Catalano, A.; Challinor, A.; Chamballu, A.; Chary, R. -R.; Chiang, H. C.; Christensen, P. R.; Clements, D. L.; Colombi, S.; Colombo, L. P. L.; Combet, C.; Couchot, F.; Coulais, A.; Crill, B. P.; Curto, A.; Cuttaia, F.; Danese, L.; Davies, R. D.; Davis, R. J.; de Bernardis, P.; de Rosa, A.; de Zotti, G.; Delabrouille, J.; Delouis, J. -M.; Desert, F. -X.; Diego, J. M.; Dole, H.; Donzelli, S.; Dure, O.; Douspis, M.; Ducout, A.; Dupac, X.; Efstathiou, G.; Elsner, F.; Ensslin, T. A.; Eriksen, H. K.; Falgarone, E.; Fergusson, J.; Finelli, F.; Forni, O.; Frailis, M.; Fraisse, A. A.; Franceschi, E.; Frejser, A.; Galeotta, S.; Galli, S.; Ganga, K.; Ghosh, T.; Giard, M.; Giraud-Heraudl, Y.; Gjerlow, E.; Gonzalez-Nuevo, J.; Gorski, K. M.; Gratton, S.; Gruppuso, A.; Gudmundsson, J. E.; Hansen, F. K.; Hanson, D.; Harrison, D. L.; Henrot-Versille, S.; Herranz, D.; Hildebrandt, S. R.; Hivon, E.; Hobson, M.; Holmes, W. A.; Hornstrup, A.; Hovest, W.; Huffenberger, K. M.; Hurier, G.; Jaffe, A. H.; Jaffe, T. R.; Jones, W. C.; Juvela, M.; Keihanen, E.; Keskitalo, R.; Kisner, T. S.; Kneissl, R.; Knoche, J.; Kunz, M.; Kurki-Suonio, H.; Lagache, G.; Lamarre, J. -M.; Lasenby, A.; Lattanzi, M.; Lawrence, C. R.; Le Jenne, M.; Leahy, J. P.; Lellouch, E.; Leonardi, R.; Lesgourgues, J.; Levrier, F.; Liguori, M.; Lilje, P. B.; Linden-Vornle, M.; Lopez-Caniego, M.; Lubin, P. M.; Macias-Perez, J. F.; Maggie, G.; Maino', D.; Mandolesi, N.; Mangilli, A.; Maris, M.; Martin, P. G.; Martinez-Gonzalez, E.; Masi, S.; Matarrese, S.; McGehee, P.; Melchiorri, A.; Mendes, L.; Mennella, A.; Migliaccio, M.; Mitra, S.; Miville-Deschenes, M. -A.; Moneti, A.; Montier, L.; Moreno, R.; Morgante, G.; Mortlock, D.; Moss, A.; Mottet, S.; Munshi, D.; Murphy, J. A.; Naselsky, P.; Nati, F.; Natoli, P.; Netterfield, C. B.; Norgaard-Nielsen, H. U.; Noviello, F.; Novikov, D.; Novikov, I.; Oxborrow, C. A.; Paci, F.; Pagano, L.; Pajot, F.; Paoletti, D.; Pasian, F.; Patanchon, G.; Pearson, T. J.; Perdereau, O.; Perotto, L.; Perrotta, F.; Pettorino, V.; Piacentini, F.; Piat, M.; Pierpaoli, E.; Pietrobon, D.; Plaszczynski, S.; Pointecouteau, E.; Polenta, G.; Pratt, G. W.; Prezeau, G.; Prunet, S.; Puget, J. -L.; Rachen, J. P.; Reinecke, M.; Remazeilles, M.; Renault, C.; Renzi, A.; Ristorcelli, I.; Rocha, G.; Rosset, C.; Rossetti, M.; Roudier, G.; Rowan-Robinson, M.; Rusholme, B.; Sandri, M.; Santos, D.; Sauve, A.; Savelainen, M.; Savini, G.; Scott, D.; Seiffert, M. D.; Shellard, E. P. S.; Spencer, L. D.; Stolyarov, V.; Stompor, R.; Sudiwala, R.; Sutton, D.; Suur-Uski, A. -S.; Sygnet, J. -F.; Tauber, J. A.; Terenzi, L.; Toffolatti, L.; Tomasi, M.; Tristram, M.; Tucci, M.; Tuovinen, J.; Valenziano, L.; Valiviita, J.; Van Tent, B.; Vibert, L.; Vielva, P.; Villa, F.; Wade, L. A.; Wandelt, B. D.; Watson, R.; Wehus, I. K.; Yvon, D.; Zacchei, A.; Zonca, A.

Save

ArtDeco: a beam-deconvolution code for absolute cosmic microwave background measurements

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS

IF5.8

2012-11-30

OAAI

Keihanen, E.; Reinecke, M.

Save

Planck 2013 results. VI. High Frequency Instrument data processing

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS

IF5.8

2014-10-29

OAAI

Ade, P. A. R.; Aghanim, N.; Armitage-Caplan, C.; Arnaud, M.; Ashdown, M.; Atrio-Barandela, F.; Aumont, J.; Baccigalupi, C.; Banday, A. J.; Barreiro, R. B.; Battaner, E.; Benabed, K.; Benoit, A.; Benoit-Levy, A.; Bernard, J. -P.; Bersanelli, M.; Bielewicz, P.; Bobin, J.; Bock, J. J.; Bond, J. R.; Borrill, J.; Bouchet, F. R.; Boulanger, F.; Bowyer, J. W.; Bridges, M.; Bucher, M.; Burigana, C.; Cardoso, J. -F.; Catalano, A.; Chamballu, A.; Chary, R. -R.; Chen, X.; Chiang, H. C.; Chiang, L. -Y; Christensen, P. R.; Church, S.; Clements, D. L.; Colombi, S.; Colombo, L. P. L.; Combet, C.; Couchot, F.; Coulais, A.; Crill, B. P.; Curto, A.; Cuttaia, F.; Danese, L.; Davies, R. D.; Davis, R. J.; de Bernardis, P.; de Rose, A.; de Zotti, G.; Delabrouille, J.; Delouis, J. -M.; Desert, F. -X.; Dickinson, C.; Diego, J. M.; Dole, H.; Donzelli, S.; Dore, O.; Douspis, M.; Dunkley, J.; Dupac, X.; Efstathiou, G.; Ensslin, T. A.; Eriksen, H. K.; Finelli, F.; Forni, O.; Frailis, M.; Fraisse, A. A.; Franceschi, E.; Galeotta, S.; Ganga, K.; Giard, M.; Giardino, G.; Girard, D.; Giraud-Heraud, Y.; Gonzalez-Nuevo, J.; Gorski, K. M.; Gratton, S.; Gregorio, A.; Gruppuso, A.; Gudmundsson, J. E.; Hansen, F. K.; Hanson, D.; Harrison, D.; Helou, G.; Henrot-Versille, S.; Herent, O.; Hernandez-Monteagudo, C.; Herranz, D.; Hildebrandt, S. R.; Hivon, E.; Hobson, M.; Holmes, W. A.; Hornstrup, A.; Hou, Z.; Hovest, W.; Huffenberger, K. M.; Hurier, G.; Jaffe, A. H.; Jaffe, T. R.; Jones, W. C.; Juvela, M.; Keihanen, E.; Keskitalo, R.; Kisner, T. S.; Kneissl, R.; Knoche, J.; Knox, L.; Kunz, M.; Kurki-Suonio, H.; Lagache, G.; Lamarre, J. -M.; Lasenby, A.; Laureijs, R. J.; Lawrence, C. R.; Le Jaune, M.; Leonardi, R.; Leroy, C.; Lesgourgues, J.; Liguori, M.; Lilje, P. B.; Linden-Vornle, M.; Lopez-Caniego, M.; Lubin, P. M.; Macias-Perez, J. F.; MacTavish, C. J.; Maffei, B.; Mandolesi, N.; Maris, M.; Marleau, F.; Marshall, J.; Martin, P. G.; Martinez-Gonzalez, E.; Masi, S.; Massardi, M.; Matarrese, S.; Matthai, F.; Mazzotta, P.; McGehee, P.; Meinhold, P. R.; Melchiorri, A.; Melot, F.; Mendes, L.; Mennella, A.; Migliaccio, M.; Mitra, S.; Miville-Deschenes, M. -A.; Moneti, A.; Montier, L.; Morgante, G.; Mortlock, D.; Mottet, S.; Munshi, D.; Murphy, J. A.; Naselsky, P.; Nati, F.; Natoli, P.; Netterfield, C. B.; Norgaard-Nielsen, H. U.; North, C.; Noviello, F.; Novikov, D.; Novikov, I.; Orieux, F.; Osborne, S.; Oxborrow, C. A.; Paci, F.; Pagano, L.; Pajot, F.; Paladini, R.; Paoletti, D.; Pasian, F.; Patanchon, G.; Perdereaun, O.; Perotto, L.; Perrotta, F.; Piacentini, F.; Piat, M.; Pierpaoli, E.; Pietrobon, D.; Plaszczynski, S.; Pointecouteau, E.; Polenta, G.; Ponthieu, N.; Popa, L.; Poutanen, T.; Pratt, G. W.; Prezeau, G.; Prunet, S.; Puget, J. -L.; Rachen, J. P.; Racine, B.; Reach, W. T.; Rebolo, R.; Reinecke, M.; Remazeilles, M.; Renault, C.; Ricciardi, S.; Riller, T.; Ristorcelli, I.; Rocha, G.; Rosset, C.; Roudier, G.; Rowan-Robinson, M.; Rusholme, B.; Sanselme, L.; Santos, D.; Sauve, A.; Savini, G.; Scott, D.; Shellard, E. P. S.; Spencer, L. D.; Starck, J. -L.; Stolyarov, V.; Stompor, R.; Sudiwala, R.; Sureae, F.; Sutton, D.; Suur-Uski, A. -S.; Sygnet, J. -F.; Tauber, J. A.; Tavagnacco, D.; Techene, S.; Terenzi, L.; Tomasi, M.; Tristram, M.; Tucci, M.; Umana, G.; Valenziano, L.; Valiviita, J.; Van Tent, B.; Vibert, L.; Vielva, P.; Villa, F.; Vittorio, N.; Wade, L. A.; Wandelt, B. D.; White, S. D. M.; Yvon, D.; Zacchei, A.; Zonca, A.

Save

HEALPix:: A framework for high-resolution discretization and fast analysis of data distributed on the sphere

ASTROPHYSICAL JOURNAL

IF5.4

2005-04-01

4.8K

OAAI

Górski, KM; Hivon, E; Banday, AJ; Wandelt, BD; Hansen, FK; Reinecke, M; Bartelmann, M

Save

BEYONDPLANCK X. Planck Low Frequency Instrument frequency maps with sample-based error propagation

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS

IF5.8

2023-06-28

OAAI

Basyrov, A.; Suur-Uski, A. -S; Colombo, L. P. L.; Eskilt, J. R.; Paradiso, S.; Andersen, K. J.; Aurlien, R.; Banerji, R.; Bersanelli, M.; Bertocco, S.; Brilenkov, M.; Carbone, M.; Eriksen, H. K.; Foss, M. K.; Franceschet, C.; Fuskeland, U.; Galeotta, S.; Galloway, M.; Gerakakis, S.; Gjerlow, E.; Hensley, B.; Herman, D.; Iacobellis, M.; Ieronymaki, M.; Ihle, H. T.; Jewell, J. B.; Karakci, A.; Keihaenen, E.; Keskitalo, R.; Maggio, G.; Maino, D.; Maris, M.; Partridge, B.; Reinecke, M.; Svalheim, T. L.; Tavagnacco, D.; Thommesen, H.; Watts, D. J.; Wehus, I. K.; Zacchei, A.

Save