空间X射线和极紫外CCD性能及电离损伤的实验和仿真研究

X射线和极紫外观测是空间物理探测和天文观测的重要内容，是研究太阳活动现象和进行天体观测的重要手段。CCD是应用最广泛的成像探测器，在采用入射窗减薄、背入射结构等工艺后，可以直接对X射线和极紫外成像，逐渐成为空间短波成像仪器的首选。短波敏感CCD在对X射线和极紫外辐射成像的同时，本身的电场和结构也会受到这些光子的影响，严重时可能造成辐照损伤。本课题在研究利用现有的同步辐射条件测量CCD量子效率、增益、转移效率等参数的方法，并进行实验分析和验证的基础上，基于新的极紫外辐射同Si相互作用的研究成果，着重研究X射线、极紫外辐射和CCD的相互作用及可能造成的电离损伤，利用实验数据对空间应用X射线、极紫外CCD的各项参数及对短波入射光的电离损伤进行仿真研究，建立理论模型和仿真软件，为今后的实验和应用提供指导，为CCD的空间应用提供选型和设计依据。

本课题研究空间X射线和极紫外CCD的结构，性能及其测试方法，对可能的电离损伤进行实验和仿真研究，为今后空间仪器的CCD选型和应用提供参考。 取得的成果主要包括：（1）研制了低噪声CCD控制器；（2）研制了CCD测试、数据处理软件；（3）建立了完善的X射线和极紫外CCD测试方法，完成典型背入射型CCD的测试和性能分析；（4）研究了X射线和极紫外辐射对CCD结构和性能的影响，分析建立了电离损伤界面态产生模型，详细说明了辐射对CCD内部Si，SiO2及Si-SiO2界面的影响，仿真分析了CCD内部杂质对光子吸收和光电效应的影响。