用于系外行星空间基高对比度成像光谱的光子计数 EMCCD 表征

我们介绍了工作在光学波段的低噪声、光子计数电子倍增电荷耦合器件（EMCCD）的表征进展，并演示了通过带隙下照明解决时钟感应电荷（CIC）和其他陷获电荷问题的可能方案。此类探测器对于未来系外行星表征的空间基直接成像和光谱任务的可行性至关重要，并计划搭载于 AFTA-WFIRST 任务飞行。该 512$\times$512 EMCCD 是由 N"uv"u Cameras 控制器封装和计时的 e2v 探测器。通过倍增增益寄存器，该探测器可为探测器中产生的单个入射光子诱导光电子产生多达 5000 个电子，从而实现单光子计数操作，其读出噪声和暗电流比标准 CCD 低几个数量级。鉴于极高的对比度（地球与太阳的通量比约为 $\sim$ 10$^{-10}$）和极暗的目标（地球类似物的星等为 28$^{th}$ - 30$^{th}$ 或更暗），光子计数 EMCCD 对于在任务寿命期内测量类地系外行星上的宜居性特征绝对必要，我们讨论了利用 EMCCD 进行此类测量的操作概念。