空间天文观测用电荷耦合器件高能辐射损伤研究

发布时间：2021-07-20 01:29

　　目前我国国家天文台正在实施空间太阳望远镜计划，而用于空间天文观测的电子设备必须面对空间辐射环境带来的损伤，本文叙述的我们的研究内容就是天文用CCD在空间观测应用中的高能辐射损伤。我们的研究内容主要包括以下几个方面： （1） 建立了一套新的估算质子辐射位移损伤的方法——稳定缺陷方法。根据高能粒子辐射固体阻止理论采用Monte-Carlo方法计算了高能质子在CCD中导致晶格原子位移而产生的初始空位密度分布，结合Janesick的质子辐照实验结果，从而得到初始空位中稳定缺陷的产生率。然后从位移损伤的物理机制出发，根据稳定缺陷的数量和分布我们可以定量计算位移损伤造成的器件CTE和暗流等指标的退化量，这也是该方法与目前使用的辐射评估方法相比的不同之处。 （2） 讨论电离损伤对CCD性能的影响和解决方案。 （3） 针对我国空间太阳望远镜计划，利用欧洲航天局SPENVIS软件包，计算该望远镜上CCD承受的辐射总剂量随防护层厚度的变化关系，提出了CCD的防护方案，并利用稳定缺陷方法估算了该望远镜3年轨道工作后CCD的CTE和暗流指标退化量。 （4） 最后，为了开展辐射损伤的实验... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院云南天文台)云南省

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

由BK理论得到的重入射离子(Ne到u)电离比与有效离子速度的关系!3，〕

图2.12重入射离子(Ne到u)电离比与有效离子速度的经验关系‘35’此式对于y;20.13有效，在此之下由于缺乏实验数据而不能保证上式的准确性。拟合结果如图2.12所示。此外Zieglar、Biersack和Littmark(1985)‘35，通过对实验数据分析而得到对2.57式计算的各种入射离子Z，屏蔽长度的修正因子，如图2.13所示。这样通过以上电离比和屏蔽长度的经验值，由2.56式就可得到不同速度下的重离子有效电离比，再由2.62式得到质子在对靶元素Z。的经验电子阻止截面，即可由2.53式得到入射离子Z，对靶元素22的经验电子阻止截面。2.3初始位移数目的计算以上我们讨论了入射离子与靶原子之间的相互作用，以此为基础，我们可以计算入射离子在晶格中产生的位移情况。入射离子原子序数为21

图3.1C.Dale和P.Marshall得到的入射质子非电离能量损失NIEL与实验测量损伤因子之间的关系‘2日’。损伤因子实验数据由J.Janesick和a5011等人测量eRAF/CassiniFordlo24xlo24ccD质子辐照损伤的实验数据‘7〕得到。eherylDale和PaulMarshall〔28’利用加州理工学院喷气推进实验室Jamenesick和Ge。rges。11〔7〕等人测量CRAF/CaSSiniFordIO24x1024埋沟式正面入片质子辐照损伤所得到的实验数据对刀刀觅与辐射损伤的关系进行了研究，如图3.图中可看出能量范围在IMeV到10MeV之间的质子碑乍几觅与‘愁损伤因子随质子能量


本文编号：3291839