ICCD在三维成像量能器读出系统中的应用

在宇宙线空间探测领域,三维成像量能器具有大几何因子和较强的粒子鉴别能力,因而具有广泛的应用前景。但是与二维量能器相比,其读出路数更多,电子学更复杂。增强电荷耦合器件(Intensified charge-coupled device,ICCD)比传统的光电器件集成度高、体积小、功耗低、发热量低,正适合用于三维成像量能器的大规模读出,改善资源利用率。本工作主要讨论了ICCD在三维成像量能器方案中的应用,介绍了ICCD线性、光强分辨率测试结果以及对串扰进行修正的方法,最后给出使用欧洲核子中心(European Organization for Nuclear Research,CERN)提供的10 GeV电子束进行束流照射实验得到的能量重建结果,初步验证了ICCD用于三维成像量能器读出系统的可行性。

POLAR伽马暴瞬时辐射偏振测量与脉冲星导航试验研究进展

伽马射线暴(简称伽马暴,gamma-ray burst,GRB)从发现至今已超过半个世纪,其观测样本得到了极大提高,理论研究也取得了瞩目的成果.但对伽马暴的研究还有诸多未解之谜,例如伽马暴的分类和起源、爆发过程中的喷流成分、辐射机制和磁场构型等.其中,对于伽马暴的辐射机制,科学家提出了多种理论模型,不同的模型对于伽马暴爆发期间产生的伽马射线偏振状态的预测不同.因此,采用测量偏振的方法,可以对伽马暴的爆发机制进行研究,并且理解产生伽马射线的极端相对论喷流的结构及其磁场的构型等物理问题.然而,测量伽马暴瞬时辐射过程中的偏振具有极高的挑战性.伽马暴偏振探测仪(POLAR)是一台专门用于高精度测量伽马暴瞬时辐射偏振的空间望远镜,2016年9月15日搭载于我国的空间实验室“天宫二号”成功发射.POLAR在轨共探测到55个确认的伽马暴,首批给出了5个伽马暴的高精度偏振测量结果,最终统计性地给出了14个伽马暴的偏振测量结果.同时,POLAR还观测到了Crab脉冲星信号和太阳X射线耀发事件等.本文简要介绍POLAR,并给出其在轨伽马暴偏振测量结果以及利用观测到的脉冲星信号所开展的导航试验研究进展情况.此外,简要介绍POLAR的后续实验项目POLAR-2,对其未来的科学探测能力进行展望.

基于天宫二号POLAR的脉冲星导航实验

利用天宫二号上的伽玛暴偏振探测仪(POLAR)观测数据完成了X射线脉冲星导航的原理验证.处理并分析了POLAR的观测数据,建立了基于轨道动力学模型和脉冲星脉冲轮廓显著性分析的定轨算法,并利用蟹状星云脉冲星的实测数据开展了单脉冲星的定轨分析.结果表明,该方法能够实现对天宫二号轨道的定轨,利用POLAR一个月的在轨观测数据可得到定轨精度如下(99.7%置信度):轨道半长轴精度7.0 m,偏心率精度0.00026,轨道倾角精度0.023°,升交点赤经精度0.17°,近地点幅角及平近地点角精度0.043°.