x射线脉冲星导航探测器性能测试

为了掌握五款国产x射线脉冲星导航探测器的性能，2015年6月至2016年5月，我们系统地组织并完成了多类型x射线脉冲星导航探测器的测试工作。五款x射线探测器分别为2款Wolter-I聚焦型硅漂移探测器、1款龙虾眼聚焦型探测器、1款准直型微通道板探测器和1款准直型场电荷转移探测器。本文在介绍五款x射线探测器的基础上，论述了X射线脉冲星导航探测器性能测试工作，开展了测试数据处理和探测器性能分析。测试结果表明，该组织过程严密，较好地反映了x射线探测器的技术状态，也为x射线探测器性能的提升提供了技术参考；同时，为后续测试方法的优化提供了技术积累。

面向脉冲星导航的聚焦型X射线探测器测试标定方法研究

通过脉冲星辐射信号特征研究和空间观测需求分析,提出了一种面向导航应用的X射线探测器测试方法.首先推导了X射线光子欠探测概率公式,分析了不同星源流量及不同探测器时间分辨率下对光子探测能力的影响.通过数值模拟方法建立了脉冲到达时间与脉冲轮廓相似度的关系.处理了我国硬X射线调制望远镜的Crab脉冲星观测数据,研究了不同能段脉冲轮廓差异.其次,系统地研究了面向导航应用的X射线探测器测试及处理方法,并利用地面测试系统完成了一款自主研发的聚焦型X射线探测器测试工作.通过数据分析得到,聚焦型探测器本底噪声为3.63×10^-5ph/(cm^2·s^-1),工作能区为0.2~22.7keV,时间分辨率为4.17μs,空间响应约为5′,能量非线性为0.52%,能量分辨率优于200eV@5.7keV,典型探测效率为39.18%@4.51keV.聚焦型X射线探测器在弱脉冲信号及强背景噪声下,均能还原出Crab脉冲星脉冲轮廓,在2 400s内能够探测到辐射流量弱于背景噪声10倍的脉冲信号.结果表明,该款聚焦型探测器性能优秀,能够满足导航脉冲星(如PSR B1509)的空间观测需求,也验证了测试方法的可行性.

脉冲星导航地面试验系统X射线模拟源测试分析

X射线模拟源是脉冲星导航地面试验系统的关键器件,用于模拟脉冲星辐射离散X射线光子信号,其性能直接影响X射线探测器和脉冲星导航的性能评估。脉冲星导航地面试验系统的X射线模拟源由脉冲X射线模拟源和单色X射线模拟源组成。通过对两类模拟源的辐射性能进行测试及分析,发现脉冲X射线模拟源覆盖了脉冲星导航使用的1-15keV软X射线能段,最大光子流量为21ph/s/cm2,流量稳定度为98.3%,恢复出脉冲轮廓的相似度达99.85%。单色X射线模拟源在软X射线频段能提供6种特征能谱,其能量分辨率分别为87.6eV@1.487keV、155.1eV@4.51keV、172.0eV@1.487keV、178.3eV@1.487keV、194.1eV@1.487keV、192.3eV@1.487keV。单色X射线模拟源在5.4keV处辐射最强,光子流量为48.48ph/s/cm2。测试结果表明,X射线模拟源辐射流量稳定,能量分辨率优于200eV,能满足X射线探测器性能测试的需求。