电荷转移无效率（CTI）对星系形状测量的影响

在L2 30个月后对Gaia CCD的辐射效应

Radiation effects on the Gaia CCDs after 30 months at L2

自2013年12月欧空局的盖亚卫星发射以来，卫星上的106个大尺寸科学CCD一直在L2运行。由于飞行任务的高精度测量要求和预测的L2质子环境相结合，在发射前很早就确定探测器受到的非电离辐射损害的影响可能对数据的科学价值造成重大限制。在本文中，我们比较了飞行前辐射诱导的电荷转移效率（CTI）的预测对飞行中的测量，特别侧重于电荷注入诊断，以及相关的这些CTI诊断结果与太阳质子事件数据。我们发现，L2-定向太阳活动发射以来一直相对较低，辐射损害（到目前为止）是低于原来的预期。尽管如此，有明确的情况下，地球指向太阳日冕物质抛射事件和CTI诊断随时间的突然变化之间的相关性。这些突然的跳跃是躺在一个相当恒定的增加CTI的顶部，我们表明，这主要是由于高能量银河宇宙射线的设备的连续轰击。我们研究的CTI水平低于预期的可能原因，以及检查控制有效载荷加热事件对CTI诊断的影响。CCD串行寄存器中辐射引起的CTI和电离辐射的影响也相应地低于预期，但这里不详细讨论这些问题。

Gaia 串行CTI建模与辐射损伤研究

Gaia serial CTI modelling and radiation damage study

本文研究了Gaia卫星在串行读出方向上的CTI影响，开发了基于像素的CTI模型CtiPixel，通过校准数据揭示了空间辐射对CCD缺陷的影响，并展示了损伤随时间演变的特征。

天文CCD辐射损伤效应的电极级蒙特卡罗模型

Electrode level Monte Carlo model of radiation damage effects on astronomical CCDs

目前的光学太空望远镜依靠硅电荷耦合器件（CCD）来探测和成像入射的光子。CCD探测器的性能取决于其有效传输电子通过硅的能力，因此每个像素的信号都可以通过单个放大器读出。这种电子转移过程非常容易受到太阳质子损伤（或非电离辐射损伤）的影响。这是因为穿过CCD的带电粒子使硅原子移位，从而将能级引入半导体带隙中，所述半导体带隙充当局部电子陷阱。电荷转移效率（CTE）的降低导致信号损失和图像拖尾。欧洲航天局的盖亚天体测量任务将广泛使用CCD来创建迄今为止最完整和准确的银河系立体地图。在盖亚任务的背景下，CTE是指与补充量电荷转移效率低下（CTI = 1-CTE）。CTI是一个非常重要的问题，威胁着盖亚的表现。我们在这里提出了一个详细的蒙特卡罗模型，它已被开发来模拟损坏的CCD在像素电极级的操作。该模型实现了一种新的方法，一个像素内的电荷密度分布和电荷捕获和释放的概率，这使得再现CTI效应的各种测量的大信号电平范围内，特别是对于信号的顺序的几个电子。该模型的运行版本以及简短的文档和一些示例可以在http://www.strw.leidenuniv.nl/~prodhomme/cemga.php上作为CEMGA java包的一部分（CTI Effects Models for Gaia）。

Hitomi（ASTRO-H）上的软X射线成像仪

Soft X-ray Imager aboard Hitomi (ASTRO-H)

软X射线成像仪（SXI）是一种使用电荷耦合器件（CCD）的成像光谱仪，安装在瞳X射线天文台上。SXI传感器有四个CCD，成像区域大小为$31~{\rm mm} \times 31~{\rm mm}$，排列成$2 \times 2$阵列。结合X射线镜，软X射线望远镜，SXI探测$0.4~{\rm keV}$和$12~{\rm keV}$之间的X射线，并覆盖$38^{\prime} \times 38^{\prime}$视场。CCD为P沟道全耗尽背照型，耗尽层厚度为$200~μ{\rm m}$。采用低至$-120~^\circ{\rm C}$的低工作温度以及电荷注入来降低CCD的电荷传输效率。SXI的功能和性能在地面测试中得到验证。对于$5.9~{\rm keV}$ X射线，测得的能量分辨率为$161$ - $170~{\rm eV}$（半峰全宽）。在测试中，我们发现某些区域的CTI明显较高。提出了一种正确处理位置依赖性三尖瓣环峡部裂的方法。我们发现的另一个问题是CCD入射表面上的Al涂层中的针孔，用于光学光阻挡。污染物阻挡滤光器的Al厚度增加以充分阻挡光学光。

质子辐照扫描电荷器件电荷转移效率的测量

Measurements of Charge Transfer Efficiency in a Proton-irradiated Swept Charge Device

在过去的二十年里，电荷耦合器件（CCD）已成功地应用于几颗低能X射线天文卫星。它们的高能量分辨率和高空间分辨率使其成为研究星系团形成和黑洞环境等低能天文学的理想工具。低能X射线望远镜（LE）小组正在为硬X射线调制望远镜（HXMT）卫星开发扫掠电荷装置（SCD）。SCD是一种特殊的低能量X射线CCD，其读出速度比传统CCD快上千倍，同时保持了优异的能量分辨率。建立了一种测量SCD样机电荷转移效率（CTE）的方法。电荷转移效率（CTI）的研究已经进行了在一个温度范围内的操作，与质子照射的SCD。

利用太空观测对地基透镜数据进行精确模拟

Precision simulation of ground-based lensing data using observations from space

目前和即将到来的宽视场、地基、宽带成像巡天有望解决星系形成和宇宙学中的一系列悬而未决的问题。对地面数据的几种这样的使用，特别是弱引力透镜，需要对星系图像统计进行高度精确的测量，并仔细校正点扩散函数（PSF）的影响。在本文中，我们介绍了SHERA（剪切卷积分析）软件来模拟地面成像数据与现实的星系形态和观测条件，从天基数据（来自COSMOS，宇宙演化调查）和占天基PSF的影响。该代码模拟地面数据，可选择地应用弱透镜剪切，以模型独立的方式使用一般傅立叶空间形式主义。这条管道的效用是，它允许精确，现实的评估系统误差由于数据处理方法，例如在提取弱透镜星系形状测量或星系径向轮廓，给定用户提供的观测条件和真实的星系形态。此外，模拟允许的误差估计和确定参数退化的经验测试，通过生成许多噪声地图。该软件的公开发布，以及大量清洁的COSMOS星系图像样本（纠正电荷转移效率低下），应该能够使即将到来的地基成像调查在精确弱透镜分析，星系轮廓测量和其他涉及详细图像分析的应用领域实现其潜力。

在L2上的Gaia CCD的在轨性能

On-orbit performance of the Gaia CCDs at L2

欧洲航天局的盖亚卫星于2013年12月发射到L2轨道，有效载荷包含106个大尺寸科学CCD。该任务的主要目标是在五年内反复获得10亿颗恒星的高精度天体测量和光度测量。下行数据的科学价值以及机载自主探测链的运行依赖于探测器的高性能。当盖亚缓慢地旋转并扫描天空时，CCD连续地以线时钟速率和卫星旋转自旋速率同步的模式操作。2014年7月开始了名义任务操作，第一次数据发布正在准备中，将于2016年夏末发布。在本文中，我们提出了一个概述的焦平面，探测器系统，并在轨道上的性能监测系统的策略。其次是介绍的性能结果的基础上获得的数据分析在一个为期两年的窗口开始在有效载荷switch-on. Results的参数，如读出噪声和电子偏移行为，我们特别注意的L2辐射环境的影响的设备。在（平行）扫描方向上的电荷转移效率（CTE）的辐射引起的退化是明确的诊断，但是，外推法表明，电荷转移效率（CTI）的影响，在飞行任务结束时将大约一个数量级小于预测飞行前。结果表明，CTI在串行寄存器（水平方向）仍然占主导地位的固有的制造过程中的陷阱，辐射引起的退化到目前为止只有百分之几。最后，我们总结了一些探测器的影响，发现在轨道上仍在调查。

Performance Verification of the EXtreme PREcision Spectrograph

The EXtreme PREcision Spectrograph (EXPRES) is a new Doppler spectrograph designed to reach a radial velocity measurement precision sufficient to detect Earth-like exoplanets orbiting nearby, bright stars. We report on extensive laboratory testing and on-sky observations to quantitatively assess the instrumental radial velocity measurement precision of EXPRES, with a focused discussion of individual terms in the instrument error budget. We find that EXPRES can reach a single-measurement instrument calibration precision better than 10 cm/s, not including photon noise from stellar observations. …

采用Skipper CCD的天文光谱学：SIFS的Skipper CCD焦平面原型的首批结果

Astronomical Spectroscopy with Skipper CCDs: First Results from a Skipper CCD Focal Plane Prototype at SIFS

本研究展示了SIFS的超低读出噪声Skipper CCD焦平面原型的首批在轨结果，优化读出时序实现亚电子级噪声，通过多类天体观测验证了其在低背景下的信噪比提升，为相关天文研究与探测器架构优化提供了支撑。