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高分辨空间软X射线谱仪设计与探测系统技术研究

发布时间:2020-09-23 10:22
   太阳耀斑是储存在太阳磁场中的能量瞬间释放所产生的一种电磁辐射现象。在耀斑爆发期间,空间的软X射线辐射显著增强。利用太阳软X射线辐射的能谱/光谱和时间观测数据可以研究耀斑的温度、爆发规模、持续时间、带电粒子的加速和释放过程。本文基于我国太阳全景计划中提出的高分辨太阳软X射线综合谱仪的研制需求,提出了一套方案实现对0.2~10 keV能段(对应62~1.24?波段)的太阳软X射线分立谱线的高精度、高可靠度测量,以研究耀斑爆发过程中等离子体的温度、组成、加热机制等相关物理参数。对较长波段(对应0.2~4 keV)的软X射线,本文提出了利用无高次谐波污染单极衍射光子筛实现分光探测的方案,该方案有效解决了长波X射线分光中普遍存在的高次谐波污染问题。对较短波段(对应1.24~3.1?)的软X射线,本文提出了利用弯面晶体布拉格衍射分光技术结合X射线敏感CCD实现分光探测的方案,该方案有效实现了极短波长X射线的高光谱分辨率观测。本文所做的主要工作如下:(1)完成了0.2~10 keV高分辨太阳软X射线分立谱线观测仪器的方案设计;(2)完成了CCD42-10信号读出系统和地面数据处理系统的软硬件设计。对较短波段(对应1.24~3.1?)软X射线分立谱线观测仪器的谱分辨率计算结果表明,谱分辨率理论上可达到0.3 m?。对较长波段(对应0.2~4 keV)软X射线分立谱线观测仪器的谱分辨率计算结果表明,谱分辨率理论上可达到0.2~70eV。对CCD42-10信号读出系统和地面数据处理系统的测试结果表明,CCD像素读出速率可达到400 kHz,数据传输速率可达到6 Mbps。本文的研究结果为将来高分辨太阳软X射线综合谱仪的研制打下了坚实的技术基础。
【学位单位】:中国科学院国家空间科学中心
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2016
【中图分类】:TL817.1

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