国家空间科学中心 空间天气学国家重点实验室 空间抗辐射平台
用户登录
激光试验单粒子效应实验室为爱因斯坦探针卫星拟用关键器件开展抗辐射保证
发布日期:2017-01-10 09:05:30

       爱因斯坦探针卫星(Einstein Probe,简称EP)是空间科学先导专项“十三五”计划发射的科学卫星之一,其拟采用灵敏度高于现有设备一个数量级的先进X射线望远镜探测和发现宇宙空间X射线暂现天体,探究黑洞及与之相关的极端物理过程等,需使用高性能成像器件实现创新的科学探测目标。
     我实验室下属的脉冲激光试验单粒子效应实验室,针对EP卫星有效载荷拟用关键器件—HS型 CMOS图像传感器,开展了多轮次的抗单粒子效应性能评估和诊断试验,为该器件的研制定型及后续在轨安全应用提供了重要支撑。
     首次的激光试验发现该器件对单粒子锁定敏感,测得其锁定LET阈值为(43±10) MeV•cm2•mg-1。如图1为器件正常工作和发生锁定时的表现特征,一旦发生锁定器件噪声骤增,无法进行正常成像。进一步的激光试验,诊断定位出了该器件发生锁定的区域。该器件研制单位随后利用重离子加速器进行了试验,测得该器件锁定阈值低于37 MeV•cm2•mg-1,在给定的误差范围内与激光试验结果一致。器件研制单位针对激光试验诊断定位出的锁定敏感部位,进行了有的放矢的加固优化设计。针对改进后的器件,激光快速试验表明其锁定阈值高于99.8 MeV•cm2•mg-1。器件研制单位再次利用重离子加速器,试验检验改进后器件的抗单粒子锁定性能:其在LET值99.8 MeV•cm2•mg-1的重离子辐照下不再发生锁定,与激光快速摸底试验结果一致。

 

 

图1. 脉冲激光试验观测到的HS型CMOS图像传感器单粒子锁定表现特征

      上述工作充分展现了脉冲激光试验技术在器件抗单粒子效应选用及加固设计中的卓越应用,可快速摸底评估器件单粒子效应敏感度,可精确定位器件单粒子效应敏感部位,可充分验证器件抗辐射加固设计效果,是器件和卫星系统抗辐射保证的利器。