CCD 探测器辐射诱导电荷转移效率损失的解析模型

欧洲空间局的 Gaia 任务计划于 2013 年发射。它将在 L2 点运行 5 年，通过缓慢旋转扫描天空，使其两台光学望远镜能够重复观测超过十亿颗恒星。所得数据集将通过迭代归约，解算每颗被观测恒星的位置、视差和自行。焦平面包含$10^6$个大面积硅 CCD，持续工作在行转移速率与卫星旋转同步的模式下。该任务面临的最大挑战之一是 CCD 的辐射损伤，这将导致电荷延迟和图像形状畸变。鉴于任务对精度的极端要求，这一点尤为重要。尽管已在硬件层面采取措施以最小化辐射影响，但残余畸变仍需在流水线数据处理中进行校准。由于涉及的数据量巨大且不均匀，这需要一个既能物理真实地描述辐射损伤效应，又足够快速以便在流水线中实施的模型。由此开发的电荷畸变模型专门针对 Gaia CCD 的工作模式。然而，本文提出了一种通用版本，该版本已应用于更广泛的背景，例如研究辐射损伤对 Euclid 暗能量任务数据的影响。