基于细间距 CdTe 的硬 X 射线偏振计在 70-300 keV 能段的空间科学性能

X 射线天体物理源几乎仅通过成像、光谱和计时分析来表征。然而，仍需更多观测参数，因为中子星或黑洞中存在的某些辐射机制尚不清楚。偏振测量将在区分不同 X 射线发射模型之间发挥关键作用。这种能力成为下一代高能空间提案的强制性要求。我们开发了基于 CdTe 的细间距成像光谱仪 Caliste，能够满足这些新要求。凭借 580 微米间距和 60 keV 处 1 keV 能量分辨率，我们能够精确重建在晶体内经康普顿扩散后散射 90{\deg} 的入射光子的偏振角和偏振分数。得益于其在成像和能谱方面的卓越性能，Caliste 成为一种用于高能偏振测量的强力设备。本文中，我们给出此类测量的原理与结果：一方面，我们描述了为预测 50-300 keV 能段偏振性能而开发的模拟工具；另一方面，我们将模拟结果与在 ESRF ID15A（欧洲同步辐射设施）使用调谐于 35 至 300 keV 之间的单能偏振束获取的实验数据进行比较。我们表明，利用该探测器可在不同辐照条件下高精度确定偏振参数（方向与分数）。对我们的数据集施加审慎的能量选择后，我们达到了显著灵敏度水平，其特征是 200-300 keV 能段最优品质因数 0.78。我们还评估了器件在 70 keV 处的灵敏度，此处硬 X 射线镜已可用；测得的 Q 因子在 70 keV 为 0.64。