基于微像素 CMOS 传感器的太阳闪现 X 射线极化计研发

我们正在开发一种用于太阳闪现 X 射线极化测量的 X 射线极化计，该设备采用微像素 CMOS 传感器。该系统包含一个像素为 2.5 $\mu$m 的 CMOS 图像传感器，具有 12.8$\times$12.8 mm$^2$ 的成像面积，以及基于 Zynq 系统级芯片的读出系统。虽然已有研究验证了该概念，但尚无针对太阳闪现 X 射线极化观测的真实可行性研究。在本工作中，我们在同步辐射设施进行了极化灵敏度测量。结果表明，极化计对 X 射线极化具有良好灵敏度，在 6-22 keV 能量范围内表现出 5-15% 的调制因子。测量还确定了敏感层厚度约为 5 $\mu$m，以及无感层厚度分别为 0.8 $\mu$m（Si）、2.1 $\mu$m（SiO2）和 0.24 $\mu$m（Cu）。这些测得的厚度导致在 10 keV 处的量子效率为 3-4%。基于这些实验评估，我们估算了微像素 CMOS 极化计系统的灵敏度。我们发现，若结合有效面积约为 $\sim$10 cm$^2$ 的望远镜，该系统可检测 M 级闪现的极化度为几 percent 的 X 射线极化。