Optical Blocking Performance of CCDs Developed for the X-ray Astronomy Satellite XRISM
我们一直在为计划于2021年发射的X射线天文卫星XRISM开发P沟道电荷耦合器件（CCD）。虽然CCD相机（软X射线成像仪：SXI）的基本设计与丢失的Hitomi（ASTRO-H）天文台几乎相同，但我们正在计划减少Hitomi数据中公认的最大问题之一的“光泄漏”。我们在XRISM CCD上采用了双层光学阻挡层，并在其背面添加了额外的铝层。我们开发了一个新设计的测试样品CCD和照射它的光学光来评估光学阻塞性能。因此，与Hitomi CCD相比，可有效减少漏光。因此，我们得出结论，这个问题是解决了新的设计和XRISM CCD满足SXI的任务要求。
2020-07-16 astro-ph.IM
Ground-based CCD astrometry with wide field imagers. IV. An improved Geometric Distortion Correction for the Blue prime-focus Camera at the LBT
高精度天体测量需要精确的几何畸变解。在这项工作中，我们提出了一个平均修正的大双筒望远镜的蓝相机，使相对天体测量精度~15 mas的B_贝塞尔和V_贝塞尔宽带过滤器。这项工作的结果被用于两个配套文件：第一个是测量相对于背景星系的疏散星团M67的绝对自行;第二个是从场对象中净化M67的色星等图，使其白矮星冷却序列的结束研究成为可能。许多其他应用可能会发现这种失真校正很有用。
2010-05-05 astro-ph.IM
Soft X-ray Imager of the Xtend system onboard XRISM
该研究介绍XRISM卫星搭载的Xtend系统软X射线成像仪（SXI），基于Hitomi/SXI改进设计，通过地面实验验证其成像光谱等性能满足要求，成功完成飞行前开发。
2025-02-12 astro-ph.IM
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）。
2011-03-18 astro-ph.IM
The impact of CCD radiation damage on Gaia astrometry: I. Image location estimation in the presence of radiation damage
盖亚飞行任务的目的是以前所未有的精确度进行绝对天体测量;对于一颗15等的G2 V型恒星，飞行任务结束时的视差标准误差要求为30微弧秒。这些要求对每次观测的CCD上的恒星图像的位置的估计的精度设置了严格的约束：0.3对于相同的V=15 G2 V星，可以使用毫秒（mas）或0.005像素。然而，Gaia CCD将遭受由辐射损伤引起的电荷转移效率低下（CTI），这将降低恒星图像质量，并且如果不适当地解决，可能会降低Gaia的天体测量性能。首次在这种详细程度上，研究了辐射损伤对盖亚性能的潜在影响。在这第一篇论文中，我们专注于评价CTI对图像定位精度的影响。我们发现，CTI降低恒星图像的信噪比和不可逆地降低图像的位置估计精度。因此，位置估计的标准误差增加高达6%的辐射损伤水平相当于任务结束。此外，CTI引起的图像失真在图像位置估计中引入了系统偏差（在Gaia操作条件下高达0.05像素或3 mas）。我们提出了一种新的方法，CTI缓解，使，没有校正的原始数据，无偏估计的图像位置和通量从损坏的观察。它的实现将最微弱幅度的最大测量位置偏差降低到0.005像素（幅度15时约为4 e-4像素）。在第二篇论文中，我们将研究CTI效应如何影响最终的天文测量精度的盖亚通过传播残差通过天文测量的解决方案。
2011-10-07 astro-ph.IM
Cadmium Zinc Telluride Imager onboard AstroSat : a multi-faceted hard X-ray instrument
AstroSat卫星设计用于对天文源进行多波段观测，AstroSat的碲锌镉成像仪覆盖硬X射线波段。CZTI有一个大面积的位置敏感硬X射线探测器，配备了编码孔径掩模，从而能够同时进行背景测量。能够记录多个检测器元件中的电离相互作用的同时检测是该仪器的一个特殊功能，并且这被利用来提供100 - 380 keV区域中的偏振信息。CZTI在20 - 100 keV区域提供灵敏的光谱测量，并在100 keV以上充当全天空硬X射线监测器和偏振计。在运行的第一年里，CZTI记录了几次伽马射线暴，测量了蟹状星云脉冲星的相位分辨硬X射线偏振，以及许多明亮的银河系X射线双星的硬X射线光谱。该仪器出色的计时能力已被证明与同时观测的螃蟹脉冲星与射电望远镜，如GMRT和Ooty射电望远镜。
2017-10-30 astro-ph.IM
STK: A new CCD camera at the University Observatory Jena
施密特望远镜照相机（STK）是一种新的CCD成像仪，自2009年开始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。本文介绍了STK探测器的性能、STK的天体测量和象质，以及它在耶拿大学天文台0.9米望远镜上的探测极限。
2010-04-14 astro-ph.IM
Initial operations of the Soft X-ray Imager onboard XRISM
本文总结XRISM卫星上软X射线成像仪（SXI）的初始运行政策与流程，验证了观测流程、系统稳定性等关键内容，优化了运行参数，并报告了遇到的问题及经验教训。
2025-02-14 astro-ph.IM
First results for second generation SiSeRO CCD devices
Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University（斯坦福大学粒子天体物理与宇宙学 Kavli 研究所）；MIT Lincoln Laboratory（麻省理工学院林肯实验室）；MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院天体物理与空间研究 Kavli 研究所）
为满足下一代天文台项目对快速、低噪声探测器的需求，斯坦福、麻省理工学院相关团队推进SiSeRO多波段探测器技术，展示了第二代SiSeRO CCD的初步结果，并介绍了基于XOC设计的读出电子系统测试平台。
2026-07-22 astro-ph.IM
The Medium Energy (ME) X-ray telescope onboard the Insight-HXMT astronomy satellite
中能X射线望远镜（ME）是洞察硬X射线调制望远镜（Insight-HXMT）天文卫星上的三个主要望远镜之一。ME包含1728个像素的Si-PIN探测器，其在5-30 keV中敏感，总几何面积为952 cm 2。专用集成电路（ASIC）芯片，VA 32 TA 6，用于实现低功耗和低读出噪声。准直器为望远镜定义了三种视场（FOV），1°{ \times }4°、4°{ \times }4°和阻挡视场。这些视场的组合可用于估计在轨X射线和粒子背景分量。在17.8keV（FWHM）处，能量分辨率为~3 keV，时间分辨率为255 μs。在本文中，我们介绍了ME的设计和性能。
2019-10-10 astro-ph.IM
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。
2016-08-04 astro-ph.IM
Status of Xtend telescope onboard X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM)
本文介绍 XRISM 卫星上 Xtend 望远镜的在轨性能状态，确认其发射前后的测试结果均满足任务要求。
2024-06-28 astro-ph.IM
A Fast Onboard Star-Extraction Algorithm Optimized for the SVOM Visible Telescope
空间多波段可变目标监测器（SVOM）是中国提出的一颗天文卫星，致力于在宇宙尺度上探测、定位和测量伽马射线暴（GRB）。针对SVOM星载可见光望远镜（VT）获取的CCD图像，提出了一种星载恒星提取的有效算法。参考星的CCD像素坐标将用于精确卫星的天文位置，这将有助于触发对伽马射线暴的快速地面跟踪观测。在该算法中，图像被划分为许多网格单元，每个单元内的“全局”像素值最大值被用作“亮”星的第一猜测位置。然后用一个简单的迭代方法计算出恒星的正确中心位置。应用两个额外的策略，即，提出了仅通过偶数（或奇数）行或以黑白棋盘模式扫描图像以进一步减少提取星星的时间。为了检验上述算法的有效性，我们将其应用于地面望远镜获得的实验图像。我们发现，我们的方法所实现的天文定位的精度是可比的，通过使用传统的恒星提取方法，而前者需要的CPU时间约25倍，比后者。这将大大提高SVOM VT任务的性能。
2009-07-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Low Energy X-ray telescope (LE) onboard the Insight-HXMT astronomy satellite
低能（LE）X射线望远镜是透视硬X射线调制望远镜（Insight-HXMT）的三大主要仪器之一。它配备了扫描电荷器件（SCD）传感器阵列，总几何面积为384平方厘米，能带从0.7 keV到13 keV。为了同时评估粒子感生X射线背景和宇宙X射线背景，LE采用准直器来定义四种类型的视场（FOV）。LE由三个探测器盒（LED）和一个电气控制盒（LEB）组成，并在5.9 keV下实现了140 eV的良好能量分辨率，0.98 ms的优异时间分辨率，以及极低的堆积（在18000 cts/s下<1%）。在地面上进行了详细的性能测试和标定，包括能量通道关系、能量响应、探测效率和时间响应。
2019-10-18 astro-ph.IM
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。
2018-02-02 astro-ph.IM
Technology advancement of the CCD201-20 EMCCD for the WFIRST coronagraph instrument: sensor characterization and radiation damage
宽视场红外巡天望远镜-天体物理聚焦望远镜资产（WFIRST-AFTA）任务是一个2.4米级空间望远镜，将用于一系列天体物理研究领域。喷气推进实验室将提供一个高对比度成像日冕仪-两个主要的天文仪器之一。为了实现在极低通量条件下探测行星所需的低噪声性能，电子倍增电荷耦合器件（EMCCD）已被用于日冕仪的两个传感器-成像相机和积分场摄谱仪。JPL已经建立了一个EMCCD测试实验室，以将EMCCD成熟度提高到技术准备水平6。该计划整合了完整的传感器特性，包括读取噪声、暗电流和时钟感应电荷。此外，通过考虑WFIRST空间环境的独特挑战，将评估由于质子、电子和宇宙射线等高能粒子的破坏而导致的传感器电荷转移效率的降低。科学级CCD 201 -20 EMCCD已被辐照到质子通量，反映了预计的WFIRST轨道。由于辐射位移损伤的性能下降的报告，这是第一个这样的研究CCD 201 -20复制WFIRST条件。此外，旨在识别和减轻辐射诱导的电子捕获，如陷阱泵浦，自定义时钟，和热循环的技术进行了讨论。
2016-01-08 astro-ph.IM
In-orbit performance and calibration of the Hard X-ray Imager onboard Hitomi (ASTRO-H)
Hitomi机载硬X射线成像仪（HXI）（ASTRO-H）是一种成像光谱仪，覆盖5-80 keV的硬X射线能量。与硬X射线望远镜相结合，它能够在$9^\prime\times9^\prime$的视场中以$1^\prime.7$半功率直径的角分辨率成像光谱。主成像器由4层Si探测器和1层CdTe探测器组成，堆叠以覆盖高达80 keV的宽能带，由BGO闪烁体制成的有源屏蔽体包围以减少背景。HXI在Hitomi损失前12天开始观测，并成功获取了G21.5 $-$ 0.9、Crab和blank sky的数据。利用这些数据，我们校准探测器的响应和研究在轨背景的性质。观测到的蟹状星云光谱与探测器响应卷积的幂律模型吻合得很好，精度在5%以内。我们发现特定轨道上的电子对Si顶层的本底有很大的影响，并建立了一种屏蔽方法来降低Si顶层的本底，经过所有的处理和屏蔽后，整个视场内的本底水平与$1$ - $3\times10^{-4}$的飞行前要求一样低，达到了$^{-1}$ cm $^{-2}$ keV $^{-1}$。
2018-05-22 astro-ph.IM
Development of ARIES Baker-Nunn camera to a wide-field Imaging Telescope with CCD
ARIES贝克-纳恩施密特望远镜项目正在改造贝克-纳恩卫星跟踪相机用于天文研究。原始贝克-纳恩相机产生一个非常大的（5X 30度）弯曲的焦平面在主焦点摄影成像。我们在这里介绍的相机的重新设计产生了一个宽（4 × 4度）的CCD成像观测，这在天文学中有许多科学潜力的平视场。并对CCD相机的成像性能进行了估算。
2009-05-04 astro-ph.IM astro-ph.SR
Intrapixel effects of CCD and CMOS detectors
像素内非均匀性存在于CCD和CMOS图像传感器中，尽管背照式（BSI）CCD中的影响太小，以至于大多数天文观测都不关心。然而，像大型综合巡天望远镜这样的项目需要对探测器特性有精确的了解，像素内效应可能需要更多的关注。通过扫描CCD和CMOS相机与一个小光点（未解决的光学），我们发现在图像中的斑点的通量，质心位移，和椭圆率周期性变化的像素尺度上，在大多数情况下。变化幅度不仅取决于检测器，还取决于像素对光斑的采样程度。当测量的光斑半径为2个像素（包围80%能量）时，从BSI CCD相机提取的通量和椭圆率分别变化0.2-0.3%（rms）和0.005（rms），而质心位置的偏差（rms ~ 0.01像素）与像素不相关。BSI CMOS相机的影响更为明显，正面照明CMOS相机的影响甚至更糟。结果表明，需要更仔细地检查像素内的影响，精密天文学。
2017-07-22 astro-ph.CO astro-ph.IM
Characterization of LSST CCDs Using Realistic Images, Before First Light
320亿像素的LSST相机是一个由189个厚的全耗尽CCD组成的阵列，它将反复对南部天空进行成像，并实现各种各样的科学目标。然而，其数百亿的对象图像的宝库意味着严格的要求，系统的偏见印记在移位和凝视CCD观察。为了纠正这些偏差，没有纠正，违反弱透镜精度的要求，我们调查CCD系统使用模拟电荷传输以及与LSST的快速f/1.2光束匹配的独特的台式光学系统。通过用恒星和星系的真实场景照亮单个CCD，然后用LSST数据管理管道分析这些图像，我们可以在相机第一次亮起之前很好地表征巡天的成像性能。我们目前的测量几个CCD系统在不同的条件下，在实验室中，包括亮度依赖的恒星和星系的图像，电荷传输异常的硅体以及边缘，和串行延迟电荷的扩大。除了这些测量，我们还提出了基于物理模型的开发和测试，这些模型为这些系统学提供了校正或缓解策略。在各种实际观测条件下，包括来自光学、计时、天空亮度和图像分析的系统效应，CCD观测操作的优化对于实现LSST的精确天文学和宇宙学目标至关重要。
2018-08-01 astro-ph.IM
Solid-state Slit Camera (SSC) on Board MAXI
固态狭缝照相机（SSC）是国际空间站MAXI任务上的一种X射线照相机。两套SSC传感器使用0.5- 12 keV波段的电荷耦合器件（CCD）观测X射线天空。X射线探测的总面积约为200\，cm $\rm ^2$，是X射线天文学任务中最大的。$-$ 70 \degc在5.9keV处的半高宽（FWHM）在CCD温度下的能量分辨率为145 eV，每个传感器的视场为1°.5（FWHM）$\times$ 90°。该卫星能在近几十年来首次在$<$ 2. keV的能量波段上对全天空进行监测，并能获得高能量分辨率的全天空图像。
2011-01-19 astro-ph.IM
The Robotilter: An Automated Lens / CCD Alignment System for the Evryscope
由于相机镜头的高性能、传统望远镜光学无法达到的宽视场（FOV）以及适中的成本，相机镜头越来越多地用于宽视场天文调查。市售光学系统的加工和装配公差会导致镜头和CCD之间的轻微未对准（倾斜），从而导致PSF劣化。我们已经建立了一个自动对准系统（Robotilters）来解决这一挑战，优化了4个自由度- 2个倾斜轴，一个分离轴（CCD和镜头之间的距离）和镜头焦点（通过旋转镜头聚焦环使光学元件相对移动来实现镜头的内置焦点），并采用紧凑且低成本的封装。Robotilters可消除倾斜并在10微米以下的水平上优化聚焦，完全自动化，运行时间为2小时，一旦对准，可保持多年稳定。Robotilters是为Evryscope望远镜（一个780 MPix 22相机阵列，8150平方度）建造的。视场和连续2分钟的节奏），旨在同时检测跨越极大天空区域的短时间尺度事件。在像场的质量上的差异，特别是与中心相比的角和边缘，是像Evryscope这样的宽视场天文测量的一个重大挑战。在这种情况下，单个恒星PSF（通常仅延伸几个像素）对光学像差的轻微增加非常敏感。对于典型的Evryscope相机，Robotilter解决方案导致图像中心的0.5 mag和角落的1.0 mag的极限幅度改善，失真更少，PSF更小（在许多情况下，角落和边缘的范围为一半）。在本文中，我们描述了机械和软件设计，摄像机对准结果，长期稳定性，和图像…
2020-01-03 astro-ph.IM
The High Energy X-ray telescope (HE) onboard the Insight-HXMT astronomy satellite
透视硬X射线调制望远镜（Insight-HXMT）是一颗宽波段X射线和伽马射线（1 - 3000 keV）天文卫星。高能X射线望远镜（HE）是其三大望远镜之一。HE的主探测器平面由18个NaI（Tl）/CsI（Na）phoswich探测器组成，其中NaI（Tl）用作主探测器以测量从准直器限定的视场（FOV）入射的~20 - 250 keV光子，CsI（Na）用作通过脉冲形状鉴别NaI（Tl）的主动屏蔽探测器。CsI（Na）也被用作全方位伽马射线监测器。HE准直器具有不同的FOV：1.1 ° x 5.7 °（15个单位）、5.7 ° x 5.7 °（2个单位）和阻挡（1个单位），因此HE的组合FOV约为5.7 ° x 5.7 °。每个HE检测器具有190 mm的直径，导致约5100 cm 2的总几何面积。能量分辨率在60 keV时约为15%。授时精度优于10 μ s，每个探测器的死区时间小于10 μ s。HE致力于观测20 - 250 keV波段X射线源的光谱和时间变化，通过对已知源的定点观测或扫描观测来揭示新的源，并监测0.2 - 3 MeV的伽马射线天空。本文介绍了该仪器的设计和性能。地面校准实验的结果也报告。
2019-10-11 astro-ph.IM
Pointing Calibration for the Cherenkov Telescope Array Medium Size Telescope Prototype
指向校准是为了获得望远镜的真实指向方向而应用的离线校正。切伦科夫望远镜阵列（CTA）的目标是具有确定点状以及略微延伸的源的位置的精度，其目标是空间角度的系统误差小于7角秒。这张海报描述了柏林-阿德勒肖夫的CTA中型望远镜（MST）原型的指向校准概念，展示了测试结果和初步测量结果。MST指向校准方法使用安装在望远镜盘上的两个CCD相机来确定望远镜的真实指向。“Lid CCD”与望远镜的光轴对齐，用虚拟伽马相机盖上的LED进行校准;“Sky CCD”与Lid CCD预先对齐，Sky和Lid CCD相机视场之间的转换通过特殊指向运行的图像精确建模，这些图像也用于确定指向模型。在源跟踪期间，CCD相机记录图像，使用包括Astrometry.net的软件工具离线分析图像以确定真实的指向坐标。
2013-07-17 astro-ph.IM
Ground calibration plans for the AXIS high speed camera
针对NASA A阶段天体物理探测器AXIS的高速相机，提出基于Chandra/ACIS等经验的地面校准方案，含单能X射线源测量等流程，以满足天文台级科学与校准要求。
2025-08-19 astro-ph.IM
Pile-up simulator for XRISM/Xtend onboard the X-ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM)
Japan Aerospace Exploration Agency, Institute of Space and Astronautical Science（日本宇宙航空研究开发机构 宇宙科学研究所）；Osaka University, Department of Earth and Space Science（大阪大学 地球行星科学系）；University of Tokyo, School of Science（东京大学 理学部）；Tohoku Gakuin University, Faculty of Informatics（东北学院大学 情报学部）；University of Miyazaki, Faculty of Engineering（宫崎大学 工学部）；Saitama University, Graduate School of Science and Engineering（埼玉大学 理工学研究科）；Nara University of Education, Faculty of Education（奈良教育大学 教育学部）；Hiroshima University, School of Science（广岛大学 理学部）
XRISM/Xtend载荷开发堆叠模拟器，用于评估不同运行模式下的堆叠影响，通过光谱和通量参数确定堆叠限值。
2025-11-25 astro-ph.IM
Instruments of RT-2 Experiment onboard CORONAS-PHOTON and their test and evaluation III: Coded Aperture Mask and Fresnel Zone Plates in RT-2/CZT Payload
对任何天体物理源进行高角分辨率的硬X射线成像是一项具有挑战性的工作。阴影投射技术是硬X射线成像中最可行的选择之一。我们使用了两种不同类型的阴影投射器，即编码孔径掩模（CAM）和菲涅耳波带片（FZP）对和两种类型的像素化固态探测器，即CZT和CMOS的RT-2/CZT有效载荷，硬X射线成像仪器的CORONAS-PHOTON卫星上。在本文中，我们提出了不同的组合的编码器（CAM和FZP）和检测器中采用的RT-2/CZT有效载荷的模拟结果。我们讨论了在各种组合下探测具有良好角分辨率的瞬太阳耀斑的可能性。仿真结果与实验室实验结果进行了比较，以验证设计配置的一致性。
2010-12-08 astro-ph.IM
Development of the analog ASIC for multi-channel readout X-ray CCD camera
本文介绍了一种针对新一代X射线天文卫星ASTRO-H上的X射线CCD相机系统前端电子学设计的模拟专用集成电路（ASIC）的性能。它有四个相同的通道，同时处理CCD信号。独特的模数转换能力使我们能够构建仅输出数字信号的CCD相机主体。前端电子测试的结果是，在像素速率低于100 kHz时，它可以在=<30 uV的低输入噪声下正常工作。功耗足够低，约为150 mW/芯片。720 mV的输入信号范围涵盖了典型X射线光子计数CCD的有效能量范围（高达20 keV）。综合非线性度为0.2%，与在轨常规CCD的综合非线性度相近。我们还对总电离剂量（TID）效应和单粒子效应进行了辐射耐受性试验。用~（60）Co和质子束进行的辐照试验表明，ASIC具有足够的抗TID耐受能力，耐受剂量可达200 krad，绝对超过了在低倾角近地轨道运行期间的预期剂量。以5.2x10^8 Ion/cm 2的注量照射Fe离子不会导致单粒子闭锁（SEL），尽管存在一些可能的单粒子翻转。SEL的阈值高于1.68 MeV cm ^2/mg，这足够高，SEL事件不应该成为轨道上仪器停机的主要原因之一。
2011-02-12 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Imaging and spectral performance of CdTe double-sided strip detectors for the Hard X-ray Imager onboard ASTRO-H
评估了用于ASTRO-H飞行任务的碲化镉双面条带探测器（CdTe-DSD）的成像和光谱性能。探测器在$\times$ C和250 V偏压下成功工作。通过使用两条事件以及一条事件进行事件重建，在59.5 keV处获得了2.0 keV的良好能量分辨率和子带空间分辨率。由于CdTe本身的性质和小像素效应，使得CdTe-DSD的硬X射线和γ射线响应复杂。因此，要研究的问题之一是CdTe-DSD的响应。为了研究探测器响应的空间依赖性，我们在同步辐射装置SPring-8上进行了精细光束扫描实验。通过这些实验，确定了探测器中电场的深度结构以及载流子的性质，并用模拟谱成功地再现了实验数据。
2018-05-20 astro-ph.IM physics.ins-det
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。
2013-08-07 astro-ph.IM physics.ins-det
Mini-EUSO experiment to study UV emission of terrestrial and astrophysical origin onboard of the International Space Station
Mini-EUSO将在紫外线范围（300 - 400 nm）内观测地球，提供研究各种大气事件的机会，如瞬态发光事件（TLEs），流星和海洋生物发光。此外，它的目标是寻找高于$10^{21}$ eV的超高能宇宙射线（UHECR）和奇异夸克物质（SQM）。该探测器预计将于2019年8月发射到国际空间站，并从国际空间站的Zvezda模块的紫外透明窗口以最低点模式观察地球。该仪器包括一个具有大视场的紧凑型望远镜（$44^{\circ}$），该望远镜基于采用两个菲涅尔透镜进行光收集的光学系统。光聚焦到36个多阳极光电倍增管（MAPMT）的阵列上，总共2304个像素，并且所产生的信号通过机载电子子系统转换成数字、处理和存储。除了主探测器外，Mini-EUSO还包含两个辅助相机，用于近红外（1500 - 1600 nm）和可见光（400 - 780 nm）范围内的互补测量，以及一个8x8 SiPM成像阵列。
2019-09-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
The High Energy cosmic-Radiation Detection (HERD) Facility onboard China's Future Space Station
高能宇宙辐射探测（HERD）设施是中国空间站上宇宙灯塔计划的几个空间天文学有效载荷之一，计划于2020年左右开始运行，为期约10年。HERD的主要科学目标是间接寻找暗物质，精确测量膝能以下的宇宙射线光谱和成分，以及高能伽马射线监测和调查。HERD是由一个三维立方量热计（CALO）包围微带硅跟踪器（STK）从五个方面，除了底部。CALO由大约10个$^4$立方体的LYSO晶体组成，分别对应于大约55个辐射长度和3个核相互作用长度。顶部的STK微带的七个X-Y层夹有钨转换器，以精确测量入射电子和伽马射线的方向。在基线设计中，四个侧面SKT中的每一个都仅由三层微带制成。所有STK还将用于测量宇宙射线的电荷和入射方向，以及识别反向散射轨迹。通过这种设计，HERD可以实现以下性能：对于超过100 GeV的电子和γ射线，能量分辨率为1\%，对于100 GeV至1 PeV的质子，能量分辨率为20\%;电子/质子分离能力优于$10^{-5}$ ;电子和漫射γ射线的有效几何因子为$>$ 3 ${\rm m}^{2}{\rm sr}$，宇宙线核的有效几何因子为$>$ 2 $ {\rm m}^{2}{\rm sr}$。研制了用光纤耦合像增强CCD读出LYSO信号的装置和单层CALO样机。
2014-07-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Single event effect characterization of the mixed-signal ASIC developed for CCD camera in space use
我们提出的单粒子效应（SEE）的公差的混合信号专用集成电路（ASIC）开发的电荷耦合器件相机机载未来的X射线天文任务。我们在日本HIMAC/NIRS采用了质子和重离子束。具有57.9 MeV cm^{2}/mg的高线性能量传递（LET）的粒子用于测量单粒子闭锁（SEL）容限，这导致sigma_{SEL} < 4.2x10^{-11} cm^{2}/（IonxASIC）的足够低的横截面。用不同种类、不同能量范围的粒子估算了单粒子翻转（SEU）容忍度。考虑到一部分质子产生反冲重离子，反冲重离子的LET比入射质子的LET高，我们导出了SEU事件的概率与LET的函数关系。然后结合LET谱的仿真结果，对近地轨道的SEE事件率进行了估计。SEL率低于每49年一次，满足所需的闭锁容限。SEU速率的上限被推导为1.3x10^{-3}个事件/秒。虽然SEU事件不能与来自天文物体的X射线光子信号区分开，但推导出的SEU率低于探测器预期的非X射线背景率的1.3%，因此这些事件不应该是仪器背景的主要组成部分。
2013-07-11 astro-ph.IM physics.ins-det
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。
2016-09-14 astro-ph.GA astro-ph.IM
Modelling electron distributions within ESA's Gaia satellite CCD pixels to mitigate radiation damage
盖亚卫星是欧空局的一项高精度天体测量、光度测定和光谱学基石任务，目前定于2012年发射。它的主要科学驱动力是银河系的组成，形成和演化。盖亚将通过详细的校准和辐射损伤校正来实现前所未有的位置精度要求。在L2处，质子在CCD的硅中引起位移损伤。由此产生的陷阱捕获并发射来自CCD像素中通过的电荷包的电子，使图像PSF失真并使其质心偏置。盖亚CCD的微观模型正在开发中，以模拟这种效应。计算电子被陷阱捕获的概率的关键是每个CCD像素内的3D电子密度。然而，这还没有为盖亚CCD像素进行物理建模。在Seabroke，Holland & Cropper（2008）这一系列的第一篇论文中，我们激发了对这种专门的3D设备建模的需求，并概述了其未来的结果将如何适应盖亚的整体辐射校准策略。在本文中，该系列的第二篇，我们使用Silvaco的基于物理的工程软件：ATLAS器件模拟框架来展示我们的第一个结果。将掺杂分布、像素几何形状和材料输入到ATLAS中并将结果与其他模拟进行比较，揭示了ATLAS具有需要校准的自由参数、固定氧化物电荷。ATLAS成功地与测试设备的其他模拟和测量进行了基准测试，确定了如何使用它来模拟Gaia像素，并突出了不同掺杂近似的效果。
2009-09-28 astro-ph.GA astro-ph.IM
Silvaco ATLAS model of ESA's Gaia satellite e2v CCD91-72 pixels
盖亚卫星是欧空局的一项高精度天体测量、光度测定和光谱学基石任务，目前定于2012年发射。它的主要科学驱动力是银河系的组成，形成和演化。Gaia将通过详细的校准和校正CCD辐射损伤和CCD几何失真来达到前所未有的精度要求。在本文中，第三个系列，我们提出了我们的3D Silvaco ATLAS模型的盖亚e2 v CCD 91 -72像素。我们发布了e2 v的设计模型预测的能力之一，盖亚的像素功能，补充掩埋通道（SBC），第一次。Kohley等人（2009年）测量了Gaia CCD的SBC容量，比e2 v的设计小一个数量级。我们已经找到了产生这些测量的SBC容量的SBC掺杂宽度。宽度与标称宽度有2 μm的系统偏移。这些偏移似乎是e2 v光刻中未校准的系统偏移，这可能是由于系统针脚对准偏移或横向ABD屏蔽掺杂扩散。SBC容量范围用于推导拼接块内两个像素特征之间的最差情况随机拼接误差为\pm 0.25 μm，这无法解释系统偏移。提供SBC容量范围的制造原因超出了我们的像素模型的范围，因此它不允许我们预测测试CCD的代表性。这个悬而未决的问题对盖亚的辐射损伤和几何校准模型有影响。
2010-09-13 astro-ph.GA astro-ph.IM
SNR 1E 0102.2-7219 as an X-ray Calibration Standard in the 0.5-1.0 keV Bandpass and Its Application to the CCD Instruments aboard Chandra, Suzaku, Swift and XMM-Newton
我们希望对以下天文台上的当前一代CCD仪器的绝对有效面积进行简单的比较：Chandra ACIS-S3，XMM-Newton（EPIC-MOS和EPIC-pn），Suzaku XIS和Swift XRT，并直接比较这些仪器在各自任务寿命期间的随时间变化的响应。我们一直在使用1 E 0102.2-7219，在小麦哲伦星云最明亮的超新星遗迹，以评估和修改这些仪器的响应模型。1 E 0102.2-7219具有低于1.5 keV的O、Ne和Mg的强谱线，并且几乎没有或没有Fe发射，从而使光谱复杂化。作为国际天文学高能定标联合会（IACHEC）活动的一部分，我们开发了1 E 0102.2-7219的标准光谱模型。该模型是经验的，因为它包括高斯识别线，在银河系中的吸收组件，在SMC的另一个吸收组件，和两个热连续分量。在我们的拟合中，该模型受到高度约束，因为仅允许四个最亮线/线复合体（O vi He $α$三重体、O vi Ly $α$线、Ne ix He $α$三重体和Ne x Ly $α$线）的标准化和总体标准化发生变化。我们已经检查了这些测得的线通量作为时间的函数，每个仪器后，应用最新的校准，占每个仪器的时间依赖性的响应。当辐射损伤和污染层处于最低限度时，我们与具有代表性的早期任务数据进行了有效面积比较。我们发现，这些线的测量通量一般同意在+/-10%的所有仪器，与我们的48个拟合归一化在…
2016-07-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Cryogen-Free Electron Beam Ion Trap for Astrophysically Relevant Spectroscopic Studies
本文介绍史密森天体物理天文台升级后的无低温 EBIT 设计，并通过高电荷 Ar 的可见光与 X 射线成像及背景气体测量，表征离子云、电子束和杂质。
2024-01-23 astro-ph.IM physics.atom-ph physics.ins-det
