用于康普顿-对产生（ComPair）气球载伽马射线望远镜的 CsI 量能器研制

天体物理学界对填补观测伽马射线 MeV 能段空白的兴趣日益增长。因此，我们研制了 CsI:Tl 量能器原型，作为基于气球的康普顿与对产生望远镜（称为 ComPair）的一个子系统。ComPair 是 MeV 能段伽马射线望远镜的技术验证机，由 4 个子系统组成：双面硅探测器、虚拟弗里斯克栅格 CdZnTe、CsI 量能器和基于塑料的反符合探测器。原型 CsI 量能器由三十根 CsI 条组成，每根几何尺寸为 $1.67 \times 1.67 \times 10 \ \mathrm{cm^3}$。这些条以 hodoscopic 方式排列，每行 6 根，各层方向交替。每根条在 $662 \ \mathrm{keV}$ 处的分辨率约为 $8 \%$ 半高全宽（FWHM），动态能量范围约为 $250\ \mathrm{keV}-30 \ \mathrm{MeV}$。每根条两端由 $2\times2$ 阵列的 SensL J 系列 SiPM 读出，以估算相互作用深度和能量沉积，信号由 IDEAS ROSSPAD 读出。我们还利用 Arduino 与其他构成完整望远镜的 ComPair 子系统同步。本工作介绍了该量能器的研制与性能、其在热和真空条件下的测试，以及由 $2-25 \ \mathrm{MeV}$ 单能伽马射线束辐照的结果。该 CsI 量能器将于 2023 年夏季作为气球实验搭载于 ComPair 飞行。