POLAR-2 宽带能谱仪探测器的设计与初步性能研究
天体物理仪器与方法
2026-04-22 v1 高能天体物理现象
摘要
POLAR-2 是中国天宫二号空间实验室搭载的 POLAR 实验的继任者，计划部署于中国空间站。继 POLAR 对伽马射线暴 (GRB) 瞬发辐射的开创性精确偏振测量之后，POLAR-2 任务旨在对高能瞬变源进行高精度偏振测量，重点关注 GRB。POLAR-2 的一项关键进展是加入了专用的宽带能谱仪探测器 (BSD)，旨在提供 GRB 位置和能谱参数的精确测量，这些是 POLAR-2 专用高能偏振探测器 (HPD) 进行准确偏振分析的关键输入，后者由塑料闪烁体棒阵列组成。BSD 采用编码孔径掩模成像技术和像素化 GAGG 闪烁晶体，提供约 132{\deg} x 125{\deg} 的宽半编码视场和 10-1000 keV 的工作能段。模拟结果表明，对于类似于 GRB 170817A 的暗弱 GRB，该仪器可实现约 1.5{\deg} 的定位精度，满足 HPD 进行 GRB 偏振测量的核心要求。BSD 还具有适度的 GRB 偏振测量能力，特别是在数百 keV 能量处。本文概述了 BSD 的初步设计，并基于广泛的蒙特卡罗模拟和初步地面定标测试，对其预期的科学性能进行了全面评估。
引用
@article{arxiv.2604.19497,
title = {Design and preliminary performance study of the broad-band spectrometer detector for POLAR-2},
author = {Jian-Chao Sun and Jiang He and Shuang-Nan Zhang and Shao-Lin Xiong and Jiang-Tao Liu and Yan-Bing Xu and Jia Ma and Shuo Wang and Lei Shuai and Xiu-Zuo Liang and Hong-Bang Liu and Fei Xie and Ming Zeng and Philipp Azzarello and Joerg Bayer and Franck Cadoux and Nicolas De Angelis and Huan-Bo Feng and Zu-Ke Feng and Min Gao and Ramandeep Gill and Jonathan Granot and Jochen Greiner and Alejandro Guzman and Jin-Xiu Hu and Yue Huang and Johannes Hulsman and Zheng-Huo Jiang and Merlin Kole and Dao-Wu Li and Han-Cheng Li and Tong-Lei Liao and Long Peng and Agnieszka Pollo and Nicolas Produit and Dominik Rybka and Andrea Santangelo and Li-Ming Song and Chris Tenzer and Xiao-Ming Wang and Yuan-Hao Wang and Bo-Bing Wu and Pei-Lian Wu and Xin Wu and Shuo Xiao and Sheng Yang and Lai-Yu Zhang and Lei Zhang and Yong-Jie Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.19497},
year = {2026}
}
备注
60 pages, 24 figures, accepted for publication in Exp. Astron