高分辨率X射线光谱技术

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高分辨率X射线光谱技术

微量能器是一个高精度和高效率X射线非色散光谱技术,被公认为下一代高分辨率X射线成像光谱仪的核心技术。它由三个主要部分组成:X射线吸收体、高灵敏度温度传感器及与环境的热连接。工作原理比较简单:当一个X射线光子被吸收体吸收后,微量能器的温度先快速上升,然后随着热量(通过热连接)流出而下降,形成一个温度冲信号。传感器将热脉冲转为电脉冲,传至信号读出与分析电路。输出脉冲的幅度正比于光子的能量,而其衰减时间常数标志了微量能器的探测速率。因此,微量能器是通过精确测量每个入射光子的能量来实现高谱分辨率。由于是热探测器,测量精度最终受限于吸收体与环境热量交换的涨落,但可以通过降低环境温度而大幅度改善。正对X射线天文应用,探测器的工作温度一般需要低于100 mK,所以依赖于极低温制冷技术。本团队致力于研制基于超导传感器的微量能器,为推动一个清华牵头的国际空间项目(HUBS)奠定基础。HUBS的主要科学目标是探寻宇宙“缺失”重子物质并研究导致其“缺失”的物理过程,预期将解决星系形成与演化理论中的一些“卡脖子”问题。


若想了解更多细节,请访问低温探测器实验室网页:http://hubs.phys.tsinghua.edu.cn/LTDlab/


联系人:崔伟