Optimising the multiplex factor of the frequency domain multiplexed readout of the TES-based microcalorimeter imaging array for the X-IFU instrument on the Athena Xray observatory
雅典娜是一个空间X射线天文台，旨在探索炽热和充满活力的宇宙。雅典娜上的科学仪器之一将是X射线集成场单元（X-IFU），这是一种低温X射线光谱仪，基于在100 mK温度下工作的过渡边缘传感器（TES）的大型低温成像阵列微热计。成像阵列由3800个像素组成，提供2.5 eV的光谱分辨率，并覆盖直径为5弧分的视场。多路复用读出的低温微量热计阵列是必不可少的，以符合冷却功率和复杂性的限制，对航天器。为此目的，正在开发用于读出基于TES的探测器的频域多路复用，不仅用于X-IFU探测器阵列，而且用于日本SPICA天文台Safari仪器的基于TES的测辐射热计阵列。本文讨论的设计考虑，适用于优化的多重因素的边界条件内设置的航天器。更具体地说，科学要求，如像素动态范围，像素速度和串扰，和航天器的要求，如功耗预算，可用带宽和电磁兼容性之间的相互作用将被讨论。
2016-11-16 astro-ph.IM physics.ins-det
Development of TES-based detectors array for the X-ray Integral Field Unit (X-IFU) on the future x-ray observatory ATHENA
我们正在为未来欧洲X射线天文台雅典娜的X射线积分场单元（XIFU）开发基于过渡边缘传感器（TES）的微量热计。微量热计是基于TiAu TES耦合到250μm平方，AuBi吸收剂。我们设计并制造了在吸收体和TES之间具有不同接触几何形状以优化检测器性能并且具有不同布线拓扑结构以减轻自磁场的装置。该设计是定制的，以优化频域复用下的性能。在本文中，我们审查的主要设计特点的像素阵列，我们报告的性能的18个通道，2- 5 MHz频域复用器，将被用来表征探测器阵列。
2016-04-02 astro-ph.IM cond-mat.supr-con physics.ins-det
XMM2ATHENA, the H2020 project to improve XMM-Newton analysis software and prepare for Athena
XMM-牛顿是欧洲航天局的一个天文台，23年来一直在观测X射线、紫外线和光学天空。在此期间，天文学已经从主要研究单一来源发展到群体，从单一波长发展到多波长或信使数据。我们也正在进入一个时间域天文学的时代。新的软件和方法需要伴随着不断发展的天文学，并为下一代X射线天文台雅典娜做准备。在这里，我们介绍了XMM 2ATHENA，这是一个由欧盟地平线2020研究和创新计划资助的项目。XMM 2ATHENA建立在XMM-Newton Survey Science Centre（XMM-SSC）奠定的基础上，包括该联盟的主要成员和雅典娜科学地面部分，以及X射线社区的成员。该项目正在开发和测试新的方法和软件，使社区能够准实时地跟踪X射线瞬变天空，识别XMM-牛顿源的多波长或信使对应物，并使用机器学习确定其性质。我们在这里详细介绍了该项目的第一个里程碑交付，一个新的在线敏感性估计器。我们还概述了其他产品，包括即将推出的创新堆叠程序和检测算法，以检测最微弱的来源。然后，这些工具将适用于雅典娜，新发现或识别的源将加强观测雅典娜X射线天空的准备工作。
2023-03-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
Development of the superconducting detectors and read-out for the X-IFU instrument on board of the X-ray observatory Athena
高能天体物理学高级望远镜（雅典娜）已被欧空局选为其第二个大型飞行任务。未来的欧洲X射线观测站将研究炽热和充满活力的宇宙，预计将于2028年发射。基于超导过渡边缘传感器（TES）的微量热计是雅典娜星上X射线积分场单元（X-IFU）探测器阵列的首选技术。X-IFU是在软X射线波段（0.3 - 12 keV）工作的2-D成像积分场光谱仪。该探测器由3840个耦合到X射线吸收器的TES阵列组成，并使用基于超导量子干涉器件（SQUID）的频域复用（FDM）在MHz带宽中读出。所提出的设计要求具有高填充因子，高量子效率，相对较高的计数率能力和在5.9 keV的能量分辨率为2.5 eV的设备。本文将回顾基于TES的微量热计的基本原理和物理，并介绍FDM读出的最新技术。
2016-04-03 astro-ph.IM cond-mat.supr-con physics.ins-det
Geant4 simulation of the residual background in the ATHENA Wide Field Imager from protons deflected by the Charged Particle Diverter
X射线望远镜打开了一扇了解高能宇宙的新窗口。然而，这些望远镜的最后一代遇到了一个意想不到的问题：它们的光学系统不仅聚焦X射线，还聚焦低能（所谓的软）质子。这些质子很难建模，无法与X射线区分开来。例如，40%的XMM-牛顿观测被软质子引起的背景耀斑严重污染。为了最大限度地减少这种低能质子的背景，高能天体物理学高级望远镜（ATHENA）卫星引入了一个新的概念，即所谓的带电粒子转向器（CPD）。这是一个Hallbach设计的磁铁阵列，它在76 keV以下的质子撞击宽场成像仪（WFI）探测器之前偏转质子。在这项工作中，我们调查的CPD壁和WFI检测器组件的内表面的偏转质子的散射的效果。这种散射的质子可以释放能量，改变方向，仍然击中WFI。为了采用最真实的仪器模型，我们导入了CPD和WFI焦平面组件的CAD模型。在这项工作中，对应于$\approx$ 2.5小时的暴露于L1太阳风的软质子模拟。计算中考虑了CPD的非均匀磁场。我们提出了一个初步估计的WFI剩余背景引起的软质子二次散射，在光学阻挡过滤器的情况下，存在于视野中。第一次调查的体积负责散射的质子回到视场的报告。
2022-07-14 astro-ph.IM
The Wide Field Imager Instrument for Athena
WFI（宽视场成像仪）仪器计划成为欧空局下一个X射线天文台雅典娜的两个互补焦平面相机之一。它通过40 amin x 40 amin的大视野结合了前所未有的测量能力以及出色的计数能力（大于1 Crab）。硅传感器的能量分辨率在从0.2 keV到15 keV的感兴趣能带中是最先进的，例如，在7 keV处的线的半峰全宽将优于170 eV，直到标称任务阶段结束。该性能通过使用具有130 × 130微米像素尺寸的DEPFET有源像素传感器来实现，其非常适合于镜系统的5弧秒半能量宽度（HEW）的轴上角分辨率。每个DEPFET像素是一个组合的传感器放大器结构，MOSFET集成到一个完全耗尽的450微米厚的硅块。WFI仪器计划使用两个检测器：一个大面积检测器，包括四个传感器，总像素为1024 x 1024，一个快速检测器，针对高计数率观察进行了优化。这种具有高计数率能力的检测器允许亮点源的强度为1克拉的吞吐量超过80%，堆积小于1%。DEPFET像素矩阵的快速读出由ASIC开发（称为VERITAS-2）促进。这些元件与Switcher-A（一种允许DEPFET在卷帘快门模式下运行的控制ASIC）一起构成WFI检测器的关键组件。探测器周围有一个Z级屏蔽罩，特别是为了避免荧光线，这将有助于仪器的背景。[摘要]
2017-02-03 astro-ph.IM
Mitigating the effects of particle background on the Athena Wide-Field Imager
雅典娜号上的宽视场成像仪（WFI）将迎来研究炎热和充满活力的宇宙的下一个时代。WFI对微弱、弥散源的观测将受到高能粒子产生的背景不确定性的限制。这些粒子产生容易识别的“宇宙射线轨迹”，以及粒子与仪器相互作用产生的次级光子和电子的信号。来自这些次级辐射的信号与光学系统聚焦的X射线相同，并且如果不消除这些宝贵的光子，就无法过滤。作为一个更大的努力，以了解WFI背景的一部分，我们在这里提出的结果，利用宇宙射线粒子轨道和次级事件之间的空间相关性的背景还原技术的研究。我们使用Geant 4模拟来生成一个真实的粒子背景，将其分类为模拟的WFI帧，并以与预期的飞行和地面软件类似的方式处理这些帧，以生成仅包含粒子背景的WFI观察。正在研究的技术，自反符合或SAC，然后选择性地过滤粒子轨道周围的检测器区域，将WFI变成自己的反符合检测器。我们表明，SAC是有效的，在改善系统的不确定性观测微弱，扩散源，但在统计不确定性的成本，由于减少信号。如果每一帧都有足够的像素脉冲高度信息遥测到地面，那么这种技术就可以根据科学目标有选择地应用，提供灵活性，而不会影响其他科学的数据质量。这里呈现的结果与任何未来的硅基像素化X射线成像探测器相关，并且可以允许WFI和类似仪器探测真正微弱的X射线表面亮度。
2022-01-31 astro-ph.IM
Athena (Advanced Telescope for High ENergy Astrophysics) Assessment Study Report for ESA Cosmic Vision 2015-2025
雅典娜是2011年4月至12月在欧空局《2015-2025年宇宙愿景》框架内对L级飞行任务提案进行重新规划后开发的一个X射线观测级飞行任务概念。雅典娜的科学案例是宇宙的极端，从黑洞到大尺度结构。具体的科学目标围绕三个主要支柱：“黑洞和吸积物理学”、“宇宙反馈”和“宇宙的大尺度结构”。支持这些支柱，雅典娜提供的热天体物理等离子体的研究将其范围扩大到天文学的几乎所有角落。“雅典娜”概念包括两台共对准的X射线望远镜，焦距12米，角分辨率为10”或更高，在1千电子伏时总有效面积为1平方米（在6千电子伏时为0.5平方米）。在其中一个望远镜的焦点处，有一个宽视场成像仪（WFI），提供24' \times 24'的视场，在6 keV下150 eV的光谱分辨率，以及高计数率能力。另一个望远镜的焦点是X射线微量热光谱仪（XMS），这是一种低温仪器，在2.3“\times 2.3”的视场内提供3 eV的光谱分辨率。虽然雅典娜没有被选为欧空局的宇宙愿景2015-2025 L1任务，但其科学目标和概念符合欧空局X射线天文学旗舰的基础。
2012-07-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Low temperature proton irradiation with DEPFETs for Athena's Wide Field Imager
本文通过用62.4 MeV质子辐照Athena WFI的DEPFET原型探测器，研究位移损伤导致的暗电流增加及低温退火效应，为评估其在空间辐射环境下的性能退化提供关键数据。
2024-07-02 astro-ph.IM physics.ins-det
Reducing the Athena WFI charged particle background: Results from Geant4 simulations
欧空局雅典娜X射线天文台上的宽视场成像仪的科学目标之一是绘制宇宙中的热气结构，如星系团和星系群以及星系间介质。对微弱漫射源的这些深度观测需要低背景和对该背景的尽可能好的了解。WFI背景工作组正从多个方向着手解决这一问题。在这里，我们提出了分析Geant 4模拟宇宙射线粒子与雅典娜上的结构相互作用，在WFI中产生信号。我们寻找这些粒子轨道和检测到的事件，否则将被归类为X射线之间的现象学相关性，并探讨如何利用这些相关性标记或拒绝在地面处理这样的事件。除了减少雅典娜WFI仪器背景外，这些结果还适用于了解太空中任何硅基X射线探测器中的粒子成分。
2020-12-02 astro-ph.IM
Opening the low-background and high-spectral-resolution domain with the ATHENA large X-ray observatory: Development of the Cryogenic AntiCoincidence Detector for the X-ray Integral Field Unit
ATHENA是欧空局选择于2031年发射的大型任务。它的目的是解决科学主题“热和充满活力的宇宙”，在L2日地拉格朗日点进行X射线观测（0.2-12千电子伏）。X-IFU是有效载荷的两种仪器之一。它是一种低温光谱仪，提供空间分辨的高分辨率光谱。该仪器的核心是一个大阵列的TES微量热计，在50 mK的热浴操作。L2环境中预期的颗粒背景会严重降低X-IFU性能，因此采用了先进的减少技术，将该影响减少到$\sim$ 50倍。这是实现任务的许多核心科学目标所必需的。由于低温反符合检测器（CryoAC），大部分背景减少（$\sim 80\%$）得以实现，该检测器是一种4像素TES微量热计，将放置在TES阵列下方不到1 mm处。CryoAC是一种内置于仪器中的仪器，具有独立的冷热电子设备和专用的数据处理链。为了达到所需的粒子排斥效率（$\sim 98 \%$），它将具有宽的能带（从20 keV到$\sim$ 1 MeV）和低的死区时间（$< \sim 2\%$），同时考虑若干约束以确保与TES阵列的机械、热和电磁兼容性。在这里，我将报告我的博士研究活动，重点是CryoAC演示模型（DM）的开发，这是ESA在任务采用之前要求的单像素探测器。本文主要分为两个部分。在第一篇中，我将主要介绍我的研究的天体物理框架，在第二篇中，我将重点介绍为CryoAC DM开发而进行的实验活动。
2019-04-05 astro-ph.IM
The Athena WFI Science Products Module
科学产品模块（SPM）是美国对雅典娜宽视场成像仪的贡献，是一个高性能的辅助CPU，对科学数据流进行特殊处理。SPM将访问已接受的X射线事件和被机载事件识别处理拒绝的X射线事件。它将包括两个软件模块。瞬态分析模块将对科学图像进行机载处理，以识别和表征主要目标的可变性和/或检测视场中的偶然瞬态X射线源。背景分析模块将利用未遥测到地面的数据，对潜在的背景事件进行更复杂的标记，并改进背景特征，以提供改进的背景图和光谱。我们提出了SPM硬件的初步设计以及正在开发的软件算法的简要概述。
2018-08-08 astro-ph.IM
Detection capabilities of the Athena X-IFU for the warm-hot intergalactic medium using gamma-ray burst X-ray afterglows
在低红移时，观测到的重子密度远远低于预测的重子总数。宇宙学模拟表明，这些重子存在于被称为温热星系际介质（WHIM）的无定形气体结构中。由于这些灯丝的高温，物质被高度电离，从而吸收并发射远紫外和软X射线光子。雅典娜是拟议中的欧洲空间局X射线天文台，其目的是通过活动星系核的吸收和伽马射线暴余辉光谱，探测WHIM中“失踪”的重子，直至$z=1$的红移，从而能够研究宇宙这些大尺度结构的演变。本文利用SIXTE（SIMulationofX射线Telescopes）框架模拟了GRB X射线余辉谱中的WHIM灯丝。我们调查的可行性，他们的检测与X-IFU仪器，通过O VII（$E=573$ eV）和O VIII（$E=674$ eV）的吸收功能，为一系列的等效宽度印到GRB余辉光谱观察到的起始通量范围之间的$10^{-12}$和$10^{-10}$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1}$，在0.3-10千电子伏的能带。用盲线搜索法对X-IFU谱进行分析表明，Athena能探测到具有EW $_\mathrm{O VII} > 0.13$ eV和EW $_\mathrm{O VIII} > 0.09$ eV的O VII-O VIII吸收对，余辉具有$F>2 \times 10^{-11}$ erg cm $^{-2}$ s $^{-1}$。这使得在四年飞行任务寿命期间能够探测到$\appr…
2020-07-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Liger at Keck Observatory: Design of Imager Optical Assembly and Spectrograph Re-Imaging Optics
Liger是一种自适应光学（AO）馈入成像仪和积分场摄谱仪（IFS），旨在利用凯克全天精密自适应光学（KAPA）升级为W. M。凯克天文台。我们提出了设计和分析的成像器光学组件，包括光谱仪重新成像光学（RIO），它将光束路径从成像器焦平面的IFS切片模块和小透镜阵列。每个成像器部件和前两个RIO机构被组装并单独对准在同一光学板上。挡板抑制背景辐射和散射光，瞳孔观察相机允许成像器探测器聚焦在望远镜瞳孔的图像上。光学板安装在适配器框架上，用于整个系统的对准。成像仪和RIO将在安装到最终科学低温恒温器之前在低温测试室中进行表征。
2022-08-16 astro-ph.IM
Review of the particle background of the Athena X-IFU instrument
X射线观测受到背景的限制，这是由于源的固有模糊性或扩散性质。未来的雅典娜X射线天文台的目标之一是描述这些来源的特征。我们的目标是在雅典娜微量热仪的粒子诱导的背景下，在其低（软质子）和高（GCR）能量诱导的组件，以评估仪器的能力，以表征背景为主的来源，如星系团的郊区。我们比较两种辐射环境，即L1和L2拉格朗日点，并推导出对后者的迹象。我们用蒙特卡罗模拟方法估算了X-IFU微量热计上的粒子诱导本底能级，并对降低粒子诱导本底能级所采取的各种措施进行了比较。关于GCR诱导成分，本底水平符合任务要求。关于软质子部分，分析并没有预测L1和L2轨道的背景有很大的不同。然而，由于缺乏有关L2环境的数据，它的特征非常弱，因此我们建议不要选择它作为X射线任务的轨道。然后，我们使用这些背景水平来模拟观察一个典型的星系团从其中心到1.2 R200探测仪器的表征能力到郊区。我们发现，如果没有任何背景减少，它是不可能的集群在外部区域的特性。我们还发现，在太阳活动最大期间进行的观测与太阳活动最小条件相比，没有任何改善。
2021-01-07 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Liger at W.M. Keck Observatory: imager structural analysis, fabrication, and characterization plan
Liger是为Keck I望远镜设计的AO馈电成像仪与IFS，通过新成像仪适配TMT的IRIS设计；本文介绍其成像仪结构分析、制造及表征计划，确保精度与观测能力提升。
2024-09-24 astro-ph.IM
The TES-based Cryogenic AntiCoincidence Detector of ATHENA X-IFU: Validation of the thermal end-to-end simulator towards the updated Demonstration Model (DM 1.1)
本文介绍了未来 ATHENA X-IFU 的低温反符合探测器（CryoAC），通过测量单像素原型 DM127 的关键热学参数，调整并验证了包含电热建模与读出链动力学的端到端模拟器。
2025-01-22 astro-ph.IM
Pulse processing in TES detectors: comparison of different short filter methods based on optimal filtering. Case study for Athena X-IFU
在欧空局雅典娜飞行任务的框架内，X射线雅典娜天文台上的X射线积分场单元仪器是一个低温微量热计阵列，由跃迁边缘传感器探测器组成，目的是提供空间分辨的高分辨率光谱学。作为机载事件处理器（EP）的一部分，重建软件将提供撞击探测器并在其上感应电流脉冲的入射X射线光子的能量、空间位置和到达时间。作为标准的最佳滤波技术，所选基线重建算法，已经分析了不同的修改以处理比高分辨率所考虑的脉冲更短的脉冲（其中由于在它们之后的闭合脉冲而不能获得完整长度的那些），以便基于能量分辨率和计算性能结果来选择最佳选项。可以得出结论，优化短滤波器的能量分辨率的最佳方法是0填充滤波技术，也受益于计算资源的减少。然而，由于缺乏关于飞行中实际稳定性的综合信息，其对偏移波动的高度敏感性目前阻止其用作X-IFU应用的基线治疗。
2021-01-29 astro-ph.IM
Fabrication of Pupil Masks for a New Infrared Exoplanet Imager at Keck Observatory
用于系外行星光谱学的切片器与小透镜阵列组合（SCALES）是一种利用W.M.的自适应光学系统在中红外（2-5 μm）波段对系外行星进行直接成像的仪器。凯克天文台。为了消除不必要的热红外辐射，SCALES利用冷光阑来排除背景辐射，并利用带有Lyot光阑的矢量涡旋日冕来抑制星光。优化的几何掩模已被设计。我们模拟了光通过Lyot平面的传播，并分析了K，L和M波段恒星的轴上图像，以了解Lyot光阑的性能。此外，最后的冷停止和Lyot停止的设计与制造公差和离轴抛物柱面镜继电器所造成的光瞳平面的倾斜的影响进行评估。
2022-08-31 astro-ph.IM
The Filter Imager SuFI and the Image Stabilization and Light Distribution System ISLiD of the Sunrise Balloon-Borne Observatory: Instrument Description
我们描述了日出滤波成像器（SuFI）和图像稳定和光分布（ISLiD）单元的设计机载日出气球太阳观测站。这一贡献提供了必要的信息，这是相关的，以了解仪器的工作原理，相关的技术数据，并直接相关的科学数据的校准问题的必要信息。
2010-09-06 astro-ph.IM astro-ph.SR
The Cryogenic AntiCoincidence detector for ATHENA X-IFU: a scientific assessment of the observational capabilities in the hard X-ray band
ATHENA是一个大型X射线观测站，计划由欧空局于2028年向L2轨道发射。有效载荷的两个仪器之一是X-IFU：一个基于大量TES微量热计阵列的低温光谱仪，能够在0.2 - 12 keV波段（6 keV时2.5 eV FWHM）进行积分场光谱学。X-IFU灵敏度因L2轨道中预期的粒子背景而高度降低，该粒子背景由银河系和太阳起源的初级质子引起，主要由次级电子引起。为了降低粒子本底水平并实现飞行任务的科学目标，该仪器装有一个低温反符合探测器（CryoAC）。它是一个基于TES的4像素探测器，放置在主阵列下方<1 mm处。在本文中，我们报告的CryoAC在硬X射线波段（E> 10 keV）的观测能力的科学评估。本研究的目的是了解目前的探测器设计是否可以改进，以便在比TES阵列更宽的能带上扩大X-IFU的科学能力。这超出了CryoAC基线，因为该仪器旨在作为反符合粒子探测器运行，而不是设想进行X射线观测。
2017-05-19 astro-ph.IM
Cold Stop and Lyot Stop Designs for a New Infrared Exoplanet Imager at Keck Observatory
用于系外行星光谱学的圣克鲁斯小透镜阵列（SCALES）是一种仪器，设计用于使用W.M.的自适应光学系统在红外线中直接成像系外行星。凯克天文台。SCALES的性能将在很大程度上受到来自各种源的热传输和发射的影响，包括自适应光学和仪器结构。冷光阑和Lyot光阑的放置可以保持最大和稳定的吞吐量，同时限制仪器结构（诸如主镜段间隙、次级结构和蜘蛛臂）的发射。在这里，我们提出并比较了三个冷停止，一个圆形的内罩与圆形，六边形和锯齿状的外罩配对，以及一个Lyot停止设计。考虑到光瞳章动和反射镜发射率，我们对所有设计的吞吐量和背景发射进行建模，以优化冷光阑和Lyot光阑的尺寸。
2021-09-01 astro-ph.IM
The defocused observations of bright sources with Athena/X-IFU
X射线积分场单元（X-IFU）是欧空局雅典娜X射线天文台的高分辨率X射线光谱仪。它将提供0.2-12 keV波段的X射线数据，其光谱分辨率为2.5 eV至7 keV。在观察非常明亮的X射线源期间，X-IFU探测器将接收到高光子率。X-IFU的计数率能力将通过使用散焦选项得到提高，这将使观测通量高达$\simeq 1$ Crab的极亮光源成为可能。在散焦模式下，望远镜的点扩散函数（PSF）将分布在大量像素上。在这种情况下，每个像素接收总通量的一小部分。由于PSF的能量依赖性，如果不正确分析，该模式将生成随计数率增加的能量依赖性伪影。为了解释像素中脉冲分离导致的能量分辨率降低，将定义分级方案（此处为四个等级），以影响对每个事件的适当能量响应。这将产生选择效应，阻止对所有事件使用标称辅助响应文件（ARF）。我们提出了一种新的方法重建的光谱进行观测与PSF的能量的函数而变化。我们应用我们的方法的情况下，在离焦观测的X-IFU光谱。我们使用端到端SIXTE模拟器对散焦X-IFU观察结果进行建模。然后，我们估计新的ARF为每个等级通过计算有效面积在每个像素的水平。我们的方法使我们能够成功地重建光谱的亮源时，在散焦模式，没有任何偏见。最后，我们将讨论如何与我们的知识的PSF作为能量的函数的各种来源的不确定性影响我们的结果。
2022-05-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
Spectroscopic performance of flight-like DEPFET sensors for Athena's WFI
雅典娜X射线望远镜的宽视场成像仪由两个背面照明探测器组成，使用在滚动快门读出模式下操作的DEPFET传感器：一个大型探测器阵列，具有四个传感器，每个传感器512 x512像素和一个小型探测器，便于WFI的高计数率能力，用于研究明亮的点状源。这两种传感器都是以全尺寸制造的，其像素布局，制造技术和读出模式在之前的原型阶段中选择。我们提出的光谱性能，这些飞行类探测器的不同的光子能量在相关部分的目标能量范围从0.2千电子伏至15千电子伏的仪器的定时要求。对于由铁-55源产生的5.9 keV光子，表示为光谱中发射峰的半峰全宽的光谱性能对于大型探测器为126.0 eV，对于快速探测器为129.1 eV。对相机信号链的初步分析还允许在标称操作阶段结束时对空间中的性能进行第一次预测。
2022-08-08 astro-ph.IM physics.ins-det
Liger at Keck Observatory: Imager Detector and IFS Pick-off Mirror Assembly
Liger是计划用于W.M.的下一代近红外成像仪和积分场光谱仪（IFS）。凯克天文台。Liger旨在利用目前正在进行的Keck All-Sky Precision自适应光学（KAPA）升级中改进的自适应光学（AO）。Liger在0.84-2.45 $μ$ m处工作，光谱分辨率为R $\sim$ 4，000 - 10，000。Liger使用顺序成像仪和摄谱仪设计，允许同时观测。有两种摄谱仪模式：具有14和31质量的高空间采样的小透镜，以及具有扩展视场的75和150质量采样的切片器。成像器检测器附近的两个拾取镜将光引导到这两个IFS通道。我们提出的设计和结构分析的成像仪探测器和IFS拾取镜安装组件，将用于调整和保持稳定性，在其整个操作。压电致动器将用于在仪器对准期间步进行程的$\rm3\,mm$，以确定探测器和拾取镜的最佳焦点，探测器和拾取镜将在正常操作期间锁定在适当位置。我们将证明该设计可以承受所需的重力和运输载荷，并可以在光学器件的定位公差范围内对齐。
2022-08-16 astro-ph.IM
Continued developments in X-ray speed reading: fast, low noise readout for next-generation wide-field imagers
团队通过开发VERITAS和MCRC读出芯片、SiSeRO探测器及数字波形滤波与AI算法，结合斯坦福X射线束流设施，为下一代X射线宽视场成像仪实现快速低噪声读出。
2024-07-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
Spectroscopic Performance of Detectors for Athena's WFI: Measurements and Simulation
本文针对雅典娜任务WFI探测器，报道了耗尽型p沟道场效应晶体管传感器的实测性能，并开发了考虑非解析阈值效应的蒙特卡洛模拟方法，用于预测退化探测器的未来光谱性能。
2024-07-03 astro-ph.IM physics.ins-det
The Hot and Energetic Universe: The X-ray Integral Field Unit (X-IFU) for Athena+
雅典娜+任务概念旨在实施提交给欧洲航天局的热和高能宇宙科学主题，以响应其科学计划L2和L3任务定义白皮书的呼吁。雅典娜+科学有效载荷包括一个大口径高角分辨率X射线光学器件和12米外的两个可互换焦平面仪器：X射线积分场单元（X-IFU）和宽视场成像仪（WFI）。X-IFU是一种低温X射线光谱仪，基于一个大的过渡边缘传感器（TES）阵列，在直径为5弧分的视场内提供2.5 eV的光谱分辨率，约5”像素。在本文中，我们简要描述了Athena+任务概念和X-IFU性能要求。然后，我们介绍了X-IFU探测器和读出电子原理，焦平面组件的当前设计，冷却链和审查的全球架构设计。最后，我们描述了目前的性能估计，在有效面积，粒子背景抑制，计数率能力和速度测量。最后，我们强调的最新技术发展有关TES阵列的制造，光谱分辨率和读出性能的实现，以显示显着的进展正在实现对苛刻的X-IFU的要求。
2013-08-30 astro-ph.IM
Development of frequency domain multiplexing for the X-ray Integral Field Unit (X-IFU) on the Athena
我们正在开发的频域多路复用（FDM）读出的过渡边缘传感器（TES）微量热计的X射线积分场单元（X-IFU）的仪器上的未来欧洲X射线天文台雅典娜。X-IFU仪器由具有高量子效率（$>$ 90 \%）和光谱分辨率$ΔE$ =2.5 eV $@$ 7 keV（$E/ΔE\sim$ 2800）的$\sim$ 3840 TES阵列组成。FDM目前是X-IFU仪器的基线读出系统。利用SRON公司研制的高品质因数LC滤波器和室温电子学器件以及VTT公司提供的低噪声两级SQUID放大器，我们最近在具有Au/Bi吸收体的Mo/Au TES量热计的FDM读出中展示了良好的性能。一个集成的噪声等效功率分辨率约为2.0 eV，在1.7 MHz已被证明与一个新的TES阵列从美国宇航局/戈达德（GSFC-A2）的像素。在1.7 MHz的交流偏置频率下，单像素读出的X射线能量分辨率为$\sim$ 2.5 eV。我们还首次证明了X射线能量分辨率约3.0 eV的6像素FDM读出与TES阵列（GSFC-A1）。在本文中，我们报告的单像素的性能，这些微热计MHz的交流偏置下，这些像素的性能下FDM的进一步结果。
2016-11-03 astro-ph.IM
CTK - A new CCD Camera at the University Observatory Jena
Cassegrain-Teleskop-Kamera（CTK）是一种新的CCD成像仪，自2006年初以来在耶拿大学天文台运行。这篇文章描述了新相机的主要特点。CCD探测器的属性，CTK图像质量，以及它的检测极限的所有过滤器。
2009-03-24 astro-ph.IM
Estimating, monitoring and minimizing the travel footprint associated with the development of the Athena X-ray Integral Field Unit -- An on-line travel footprint calculator released to the science community
全球变暖迫使我们反思我们进行研究的方式，着手履行义务，尽量减少我们的研究计划对环境的影响，减少我们的旅行足迹是最容易实施的行动之一，这要归功于数字技术的进步。X射线积分场装置（X-IFU）是欧洲航天局雅典娜空间X射线观测站的低温分光计，将由一个大型国际财团开发。应尽量减少与X-IFU开发相关的行程足迹。为此，开发了一个旅行足迹计算器，并首次向X-IFU联盟成员发布。计算器使用七种不同的排放因子和方法，对于相同的飞行距离，其差异高达5倍。观察到的差异说明缺乏计算飞行足迹的标准和法规，主要是由于对非CO2影响的不同核算。该计算器使我们能够计算大量旅行的旅行足迹，并可以帮助确定一个会议地点，最大限度地减少大量可能的城市主机（例如拥有大型机场的城市）的整体旅行足迹。该计算器还包括一个最小距离选项，超过该最小距离，飞行被认为是最合适的运输选择;低于该选择的距离，则考虑训练旅程的排放。为了展示其全部功能，计算器首先在最大的科学会议之一上运行; AGU的秋季会议和IPCC的会议，它被用来计算将最大限度地减少旅行足迹的位置。因此，X-IFU的旅行足迹估计约为500吨CO2当量/年。通过这篇论文，在线旅行足迹计算器被发布到科学界（删节）。
2021-02-22 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.soc-ph
Performance of the HgCdTe Detector for MOSFIRE, an Imager and Multi-Object Spectrometer for Keck Observatory
MOSFIRE是Keck 1望远镜的一种新的多目标近红外光谱仪，对于0.7”狭缝（2.9像素）的光谱分辨率为R 3500。该探测器是Teledyne Imaging Sensors公司生产的2K x 2K HAWAII 2-RG HgCdTe阵列，其截止波长为2.5 μm，工作温度为77 K。微弱物体的光谱学对低暗电流和低噪声提出了要求。MOSFIRE也是一款红外摄像机，具有6.9“的视场，投影到探测器上，具有0.18”像素采样。宽带成像驱动32通道读出的要求和MOSFIRE的快速相机光学意味着需要一个非常平坦的探测器。在本文中，我们报告的最终性能的探测器选择MOSFIRE。该阵列使用MOSFIRE杜瓦瓶内的SIDECAR ASIC芯片和HxRG软件v2.3进行操作。暗电流加上仪器背景的测量值平均<0. 008 e-s-1 pixel-1。多重相关双采样（MCDS）和上升斜坡（UTR）采样都可用。MCDS 16实现了<5e- rms的读取噪声，64个样本的噪声最低，为3e- rms。电荷持久性取决于曝光水平，并在该检测器上显示出较大的梯度。但是，衰减时间常数始终为\sim 660秒。线性和稳定性也进行了讨论。
2012-08-01 astro-ph.IM
Scale-Aware Navigation of Astronomical Survey Imagery Data on High Resolution Immersive Displays
Stony Brook University（石溪大学）
本文提出一种面向高分辨率沉浸式显示的天文影像尺度感知导航框架，通过室级沉浸环境中的Vera Rubin Observatory和银河巡天影像展示，探讨大规模科学影像的探索分析交互设计。
2026-03-18 astro-ph.IM cs.GR cs.HC
The soft X-ray imager on THESEUS: the transient high energy survey and early universe surveyor
我们正在进入一个高能天体物理学的新时代，使用新技术来提高我们调查和监测天空的能力。THESEUS任务中的软X射线成像仪（SXI）仪器将通过使用宽视场聚焦光学器件将对快速瞬变的灵敏度提高几个数量级，从而彻底改变瞬变天文学。THESEUS任务正在欧空局对其M5机会进行A阶段研究。THESEUS将携带两个利用龙虾眼（SXI仪器）和编码掩模（XGIS仪器）技术的大面积监测器，以及一个光学红外望远镜，以使用多波段成像和光谱学提供源红移。SXI将在软（0.3-5 keV）X射线波段工作，由两个相同的模块组成，每个模块包括64个微孔光学器件和8个大尺寸CMOS探测器。它将立即成像0.5球面度的总视场，同时提供弧分定位精度。在执行任务期间，SXI每年将发现数百个瞬变现象，促进对恒星形成最早阶段的探索，同时多信使天文学已经开始为宇宙提供一个新的窗口。THESEUS还将为其他观测设施提供关键目标，如雅典娜和30米级地面望远镜。
2021-02-17 astro-ph.IM
On-Orbit Performance of the Helioseismic and Magnetic Imager Instrument onboard the Solar Dynamics Observatory
日震和磁成像仪（HMI）是美国宇航局太阳动力学天文台（SDO）航天器的主要组成部分。自2010年5月1日开始正常的科学运行以来，HMI一直以惊人的连续性运行，例如在截至2015年9月30日的SDO主要任务的五年多时间里，HMI收集了所有可能的45秒速度图的98.4%;最大限度地减少这些全磁盘多普勒图中的间隙对于日震学至关重要。HMI速度、强度和磁场测量在许多调查中使用，因此了解数据的质量非常重要。我们描述了用于跟踪HMI性能的校准测量，并详细说明了任务期间重要仪器参数的趋势。定期校准序列提供用于改进和更新HMI数据校准的信息。定期调整仪器前窗和光具座的设定点温度以保持仪器聚焦，并改变温度控制方案以提高可观测量的稳定性。已更改暴露时间，以补偿仪器通量下降15%。快门和调谐机制的性能测量表明，它们正在按预期老化，并继续按照规范执行。可调谐光学滤波器元件的参数被有规律地调整以考虑中心波长的漂移。经常测量不断变化的CCD相机的特性，如增益和平场，用于校准的意见。不常见的预期事件，如日食，凌日和航天器离点，中断常规仪器操作，并提供执行额外校准的机会。机载仪器异常是罕见的，似乎发生相当一致的时间。该仪器继续表现良好。
2018-02-05 astro-ph.IM astro-ph.SR
The Athena X-ray Integral Field Unit (X-IFU)
高能天体物理学高级望远镜（雅典娜）上的X射线积分场单元（X-IFU）将提供0.2至12 keV的空间分辨高分辨率X射线光谱，在5弧分等效直径的视场内具有5弧秒像素，光谱分辨率为2.5 eV至7 keV。在本文中，我们首先回顾了雅典娜的核心科学目标，驱动X-IFU的主要性能参数，即光谱分辨率，视场，有效面积，计数率能力，仪器背景。我们还说明了一些天文台的科学目标的X-IFU的突破潜力。然后，我们简要描述了在2016年5月完成的任务整合审查时定义的X-IFU设计，并报告了其预测性能。最后，我们讨论了一些选项，以提高仪器的性能，同时不增加其复杂性和资源需求（例如计数率能力，光谱分辨率）。X-IFU将由法国、荷兰和意大利牵头的国际财团提供，比利时、芬兰、德国、波兰、西班牙、瑞士以及美国和日本的两个国际合作伙伴将提供进一步的欧空局成员国捐款。
2016-08-29 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The first cut is the cheapest: optimizing Athena/X-IFU-like TES detectors resolution by filter truncation
本研究提出0-padding算法，通过截断经典最优滤波器降低计算成本，在真实数据与模拟中验证其能保持TES探测器高能量分辨率，对星载处理高效。
2024-03-25 astro-ph.IM
Towards precision particle background estimation for future X-ray missions: correlated variability between Chandra ACIS and AMS
未来许多X射线观测站的一个科学目标是通过微弱漫射源的深度曝光来绘制宇宙网。这种观测需要低背景和对剩余的未被拒绝的背景的尽可能好的了解。在1-2 keV以上的本底中，主要贡献来自银河宇宙线质子。它们的通量和光谱受到太阳活动周期的调制，但也受到较短时间尺度上的太阳活动的调制。了解这种变化可能对减少欧空局雅典娜X射线天文台和其他具有大收集面积的任务的背景不确定性至关重要。我们检查的变化的粒子背景测量的钱德拉X射线天文台的ACIS和比较，变化的阿尔法磁谱仪（AMS），精密粒子探测器在国际空间站上测量。我们表明，宇宙射线质子变化测量AMS是很好地匹配的ACIS背景，可以用来估计质子能量的背景。我们将讨论如何为未来的任务提供信息。
2022-08-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Gemini Planet Imager One Button Approach
双子座行星成像仪（GPI）是一个“极端”的自适应光学日冕系统，现在在智利的双子座南望远镜上。该文书由三个不同的系统组成，这些系统在历史上一直是独立的文书。这些系统是极端的自适应光学系统，具有可变形反射镜，包括高阶64 x64元件MEMS系统;科学仪器，这是一个近红外积分场光谱仪;和校准系统，一个精密的红外波前传感器，也拥有关键的日冕组件。每个系统协调需要精确计时的行动。天文台负责启动这些操作，并且通常在独立系统之间异步完成。尽管如此复杂，我们还是努力提供一个尽可能接近一键方法的界面。本文将介绍这些系统的内部和外部通过观测站的顺序。
2014-07-09 astro-ph.EP astro-ph.IM
Life Cycle Assessment of the Athena X-ray Integral Field Unit
本文对Athena X射线积分视场单元（X-IFU）进行了生命周期评估，发现测试、办公和仪器制造是主要环境影响来源，并指出在仪器重新设计后需更新评估以持续降低环境足迹。
2024-04-23 astro-ph.IM
Identifying charged particle background events in X-ray imaging detectors with novel machine learning algorithms
天基X射线探测器会受到轨道上大量带电粒子流的影响，特别是高能宇宙射线质子，从而产生大量本底。我们开发了新的机器学习算法来检测下一代X射线CCD和DEPFET探测器中的带电粒子事件，初步研究集中在Athena宽场成像仪（WFI）DEPFET探测器上。我们训练和测试原型卷积神经网络算法，发现带电粒子和X射线事件被识别具有高度的准确性，利用像素之间的相关性，以提高现有事件检测算法的性能。99%的包含宇宙射线的帧被识别，神经网络能够正确识别高达40%的被当前事件分类标准遗漏的宇宙射线，显示出显着减少仪器背景的潜力，并释放未来X射线任务的全部科学潜力，如雅典娜，山猫和AXIS。
2020-12-02 astro-ph.IM
Liger at Keck Observatory: Design of the Data Reduction System and Software Interfaces
Liger是第二代近红外成像仪和积分场光谱仪（IFS），用于W。M.凯克天文台将利用凯克全天精密自适应光学系统（KAPA）的能力。Liger的工作波长范围为0.81 μm - 2.45 μm，并利用切片器和具有不同空间板尺度和视场的小透镜阵列IFS，从而为天文学家提供数百种模式。由于切片器和小透镜IFS模式的原始数据格式非常复杂，Liger必须与数据简化系统（DRS）一起设计，该系统将实时减少仪器的数据，并向观察者提供科学准备的数据产品。DRS将减少来自读出系统的原始成像仪和IFS帧，并通过适合IFS数据呈现的定制快速可视化工具提供2D和3D数据产品。DRS将向凯克天文台档案馆（KOA）提供简化数据，并将提供给天文学家对观测数据进行离线后处理。我们提出了DRS的初步设计，并定义了观测站和仪器软件系统之间的接口。
2022-08-16 astro-ph.IM
The WIYN One Degree Imager in 2018: An Extended 30-Detector Focal Plane
我们报告了Kitt Peak天文台WIYN 3.5米望远镜的升级版一度成像仪（ODI），该望远镜的焦平面在2015年春天被额外的17个探测器扩展。现在的30个正交转移阵列CCD探测器提供了一个40' x 48'的天空总视野。新增加的探测器进行了设计修订，以减轻低光条件下电荷转移效率的降低。我们讨论的焦平面的性能和挑战的光度校准的宽视场，帮助增加望远镜挡板。在一个并行项目中，我们升级了仪器的三个过滤器臂机构，其中一个退化的蜗轮机构被一个运行速度更快、可靠性更高的链传动所取代。另外三个滤波器，一个u'波段和两个窄带滤波器被添加到仪器的补充，另外两个窄带滤波器目前正在采购中（包括一个H-α滤波器）。我们回顾了近三年来在观测环境中操作仪器的经验教训，并讨论了ODI需求驱动的基础设施升级。
2018-06-05 astro-ph.IM
Numerical simulation of sky localization for LISA-TAIJI joint observation
LISA被认为是与雅典娜一起发射的，以探测高能天体物理过程。LISA可以为雅典娜的后续观测确定源的方向。作为另一项空间引力波任务，“太极”预计将于21世纪30年代发射。LISA-TAIJI网络将为震源理解提供丰富的价值。在这项工作中，我们模拟了LISA-TAIKI联合观测合并超大质量黑洞双星和单色源的引力波。通过使用数值任务轨道，我们评估了不同的时间延迟干涉测量通道的天空定位的性能。对于30天的观测，直到合并，LISA-TAIJI网络在最佳操作可以本地化所有模拟的二进制源，$(10^7,\ 3.3 \times 10^6)\ M_\odot$，$(10^6,\ 3.3 \times 10^5)\ M_\odot$和$(10^5,\ 3.3 \times 10^4)\ M_\odot$在红移$z=2$，在0.4度$^2$（雅典娜上的宽视场成像仪的视野）。在给定的人口百分比下，与LISA或TAIJI单探测器相比，角分辨率可提高10倍以上。在一年的观测中，3 mHz和10 mHz单色源的改善相对温和。在给定的源百分比下，与单一LISA相比，天空定位精度可以提高1到3倍左右。对于一个模拟的90天的观测单色波，LISA-TAIJI网络仍然代表了相当大的本地化优势，可以更好的10倍以上。
2020-07-10 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
GPI 2.0: Optical Designs for the Upgrade of the Gemini Planet Imager Coronagraphic system
双子座行星成像仪（GPI）是一个积分场摄谱仪（IFS）和日冕仪，是少数几个最适合对亚恒星伴星进行高对比度直接成像的当代仪器之一。该仪器正在升级，并从目前安装在智利Cerro Pachon的双子座南天文台移至莫纳克亚山上的双子座北天文台（俗称“GPI 2.0”）。我们提出的设计，已经开发的GPI 2.0的一部分，涉及到升级的GPI日冕系统的各种光学组件。更具体地说，我们提出了切趾器和Lyot光阑（LS）的新设计，这些设计在暗区的内部工作角处实现了更好的原始对比度，并提高了核心吞吐量，同时保持了对LS未对准的类似水平的鲁棒性。为了生成这些升级的设计，我们使用我们自己的公开可用的软件包，称为APLC-Optimization，该软件包将商业线性求解器（Guideline）与高对比度成像模拟包（HCIPy）相结合，以便通过切趾相位lyot日冕仪（APLC）的模拟模型迭代地传播光，从而优化最佳的日冕仪性能指标。这些设计最近已经由一家商业制造商完成了平版印刷，并将在2023年GPI 2.0升空时投入使用。
2022-09-26 astro-ph.IM
Prediction and understanding of soft proton contamination in XMM-Newton: a machine learning approach
不幸的是，当前一代X射线望远镜的主要和不可预见的背景来源之一是由镜子集中的几十到几百keV（软）质子。欧洲航天局（ESA）的X射线多镜任务（XMM-牛顿）就是这样一个望远镜。由于背景污染造成的观测时间损失约为40%。观测时间的损失影响了该天文台所有主要的广泛科学目标，从宇宙学到中子星和黑洞的天体物理学。软质子背景可能会极大地影响未来的大型X射线飞行任务，如欧空局计划的雅典娜飞行任务（http：//www.the-athena-x-ray-observatory.eu/）。触发这种背景的物理过程仍然知之甚少。我们使用机器学习（ML）的方法来描绘相关的重要参数，并开发一个模型来预测使用12年的XMM观测的背景污染。作为预测，我们使用的卫星，太阳和地磁活动参数的位置。我们发现，污染是最强烈的相关距离在南方向，$Z$，（XMM观测在南半球），太阳风径向速度和磁层磁场线上的位置。我们为前两个单独的预测因子和ML模型推导出简单的经验模型，该模型利用预测因子的集合（额外树回归）并提供更好的性能。根据我们的分析，未来的任务应尽量减少与高太阳风速度相关的时间段的观测，并避免闭合磁场线，特别是在南半球的黄昏侧翼区域。
2020-09-28 astro-ph.IM physics.space-ph
The Athena X-ray Integral Field Unit
X射线积分场单元（X-IFU）是欧空局雅典娜X射线天文台的高分辨率X射线光谱仪。在5'等效直径的视场内，它将在约5弧秒像素上以2.5 eV至7 keV的光谱分辨率提供0.2至12 keV的X射线光谱。X-IFU基于冷却温度约为90 mK的超导铱-金过渡边缘传感器的大型阵列，每个传感器与由金和铋制成的吸收体耦合，间距为249微米。位于主TES阵列下方的低温反符合探测器能够减少非X射线背景。通过一系列机械冷却器组合15 K脉冲管、4K和2K焦耳-汤姆逊冷却器来获得约50 mK的浴温，所述机械冷却器预冷却由3 He吸附冷却器与绝热退磁制冷器耦合制成的亚开尔文冷却器。频域多路复用使得能够在一个单个通道中读出40个像素。光子与吸收体相互作用产生电流脉冲，由读出电子放大，其形状在板上重建，以高精度恢复其能量。Athena可移动反射镜组件提供的散焦能力使X-IFU能够通过将望远镜点扩散函数扩展到数百个像素来观察天空中最亮的X射线源（达到Crab样强度）。因此，X-IFU提供低堆积、高通量（>50%），并且在1 Crab强度下通常具有10 eV的光谱分辨率，即比基于硅的X射线探测器好10倍或更多。本文介绍了当前的X-IFU基线，以及在光谱分辨率、背景和计数率能力方面对其预期性能的评估。X-IFU基线配置将接受计划于2018年底进行的初步需求审查。
2018-07-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The 64 Mpixel wide field imager for the Wendelstein 2m Telescope: Design and Calibration
慕尼黑路德维希马克西米利安大学的文德尔施泰因天文台最近升级了一台现代化的2米机器人望远镜。该望远镜的一个Nasmyth端口配备了一个宽视场校正器，可以在直径为0.7度的视场内保持该站点的出色图像质量（< 0.8”中值视宁度）（Hopp等人，2008年）。可用场由光学成像仪（WWFI，Wendelstein宽场成像仪）成像，该成像仪围绕Spectral Instruments的4k $\times$ 4k 15 μm e2v CCD的定制2 $\times$ 2镶嵌构建。本文提供了一个概述的设计和WWFI的性能。我们总结了系统力学（包括结构分析），电子（及其电磁干扰（EMI）保护）和控制软件。我们详细讨论了探测器系统参数，即增益和读出噪声，量子效率以及电荷转移效率（CTE）和持久电荷。首先，基于实验室测量，天空测试产生了系统吞吐量的总体良好的可预测性。
2014-08-11 astro-ph.IM
The Keck Cosmic Web Imager Integral Field Spectrograph
我们报告的凯克宇宙网络成像仪（KCWI）的设计和性能，一个通用的光学积分场摄谱仪，已安装在纳斯迈斯端口的10米凯克II望远镜莫纳克亚山，HI。新的设计提供了蓝色优化的看到有限的成像从350-560纳米与可配置的光谱分辨率从1000 - 20000在视场高达20“x33”。可选的体相位全息（VPH）光栅和高性能介电、多层银和增强型铝涂层提供超过45%的端到端峰值效率，同时适应未来增加的红色通道，将波长覆盖范围扩展到1微米。KCWI充分利用了莫纳克亚山上的黑暗天空和良好的视觉效果，并提供了一个可供选择的观察模式。该仪器最适合于观测微弱的漫射物体，如星系际介质或宇宙网。本文详细描述了仪器设计，并提供了实验室测试程序的测量性能结果和2017年春季的十个夜晚的天空调试。KCWI团队由加州理工学院和喷气推进实验室（项目管理、设计和实施）领导，与加州大学圣克鲁斯分校（相机光学和机械设计）和W。M. Keck Observatory（天文台接口）。
2018-07-26 astro-ph.IM
High Energy Vision: Processing X-rays
天文学本质上是一门视觉科学。世界天文台制作的高质量图像可以成为有效地与公众接触并帮助激励下一代科学家的关键。然而，在非光学波长范围内，创建引人注目的天文图像可能特别具有挑战性。在X射线天文学的情况下，其中可用于创建图像的光量受到严重限制，有必要采用复杂的图像处理算法来将超出人类视觉的光转换为美学上令人愉悦同时仍具有科学准确性的图像。本文简要概述了X射线天文学的历史，导致美国宇航局的钱德拉X射线天文台的部署，然后通过处理X射线图像所带来的具体挑战的检查。然后，作者探讨了图像处理技术，用于减轻这种处理的挑战，以创建有效的X射线天文学的公共图像。本文的后续文章将更深入地研究用于生成新闻质量图像的特定技术和算法。
2015-09-25 astro-ph.IM
The Athena X-ray Integral Field Unit: a consolidated design for the system requirement review of the preliminary definition phase
雅典娜X射线积分单元（X-IFU）是高分辨率X射线光谱仪，自2015年以来一直在雅典娜空间X射线天文台上进行研究，该天文台是一个多功能天文台，旨在解决热和高能宇宙科学主题，于2013年11月由巡天科学委员会选定。基于一个大型的过渡边缘传感器（TES）阵列，它的目标是提供空间分辨X射线光谱，光谱分辨率为2.5 eV（高达7 keV）的六边形视场为5弧分（等效直径）。X-IFU于2022年6月进入系统需求审查（SRR），大约与此同时，由于Athena的意外成本超支，ESA要求对X-IFU进行整体重新设计（包括X-IFU低温恒温器和冷却链）。在本文中，在说明了X-IFU的突破性功能后，我们描述了其SRR中的仪器，浏览了所有子系统和相关要求。然后，我们展示了仪器预算，特别强调了其一些关键性能参数的预期预算。最后，我们简要讨论了正在进行的关键技术演示活动，校准和活动，预计在X-IFU仪器科学中心，并触及沟通和推广活动，联盟组织，最后对X-IFU的生命周期评估，旨在最大限度地减少环境足迹，与仪器的发展。由于迄今为止对X-IFU进行的研究，预计随着欧空局要求的按成本设计的工作，X-IFU将保持空间分辨高分辨率X射线光谱学方面的旗舰能力，从而能够保留雅典娜飞行任务中与X-IFU有关的大多数原始科学目标。（节略）。
2022-11-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Construction and Validation of a Geometry-based Mathematical Model for the Hard X-ray Imager
对平行光管的调制过程进行定量分析是一个很大的挑战，对傅里叶变换成像望远镜的设计和研制具有重要的参考价值。硬X射线成像仪（HXI）是先进天基太阳天文台（ASO-S）的三个有效载荷之一，采用调制傅里叶变换成像技术，将用于探索太阳耀斑活动中能量的释放和传输机制。作为重建太阳耀斑图像的一个重要步骤，需要精确的HXI调制函数。本文首先在简化条件下建立了分析调制函数的数学模型。在此基础上，计算了该模型在六个自由度下的运动特性。此外，还考虑了非可比光源和扩展光源的影响，使模型可以用于分析X射线束实验。接下来，应用到实际的HXI条件下，该模型已被证实，不仅通过Geant 4模拟，而且通过一些验证实验。此外，该模型如何有助于改善ASO-S发射后的图像重建过程。
2022-12-08 astro-ph.IM
JWST MIRI Flight Performance: Imaging
本文评估了詹姆斯·韦伯空间望远镜搭载的中红外仪器（MIRI）成像仪在调试及首年运行中的性能，结果表明其各项指标均达到或超过飞行前要求，将长期支持中红外天文研究。
2024-03-25 astro-ph.IM
An Ultraviolet Instrument on the Habitable Worlds Observatory: Considerations and Capability Trades on the Multi-Object, Integral-field, and High-resolution modes of a potential UVI
University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；Laboratory for Atmospheric and Space Physics（大气与空间物理实验室）；BAE Systems, Inc.（BAE系统公司）
本文介绍了NASA下一代天体物理平台HWO潜在紫外仪器（UVI）的草案模型，涵盖多目标等模式，明确设计挑战与权衡，通过模拟指导设计，为后续仪器研究及A阶段工作做准备。
2026-10-12 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
