正比计数器与微通道板
天体物理仪器与方法
2023-04-05 v2
摘要
正比计数器在 1940 年代空间时代伊始即被研制出来,是 X 射线天文学中使用的首个探测器,并作为其主力设备近四十年。尽管此类探测器的原理看似相当简单,但随时间推移其性能得到了显著改进,且在轨道条件下的寿命被大幅延长。尤其是位置灵敏正比计数器的发明提供了新的且精巧的方法来甄别本底,从而能够观测弱得多的源。1970 年代微通道板(MCP)探测器的出现实现了位置分辨率的飞跃。与充气探测器不同,它们不提供可观的能量分辨率,但具有低至数十微米量级的空间分辨率,恰好契合当时新兴的掠入射成像 X 射线望远镜的角分辨率。即便今日,这两类探测器在空基天文学中仍具意义。然而,就 MCP 而言,新发展聚焦于远紫外和极紫外波段,而钱德拉 X 射线天文台很可能是应用该技术于 X 射线的最后一个任务。相比之下,带有气体电子倍增器(GEM)箔和微图案读出的紧凑型探测器目前正在软 X 射线波段大力研发,因为它们首次允许在宽能段上测量 X 射线偏振。本章介绍正比计数器和 MCP 探测器的原理,强调各自的性能特征,并总结它们在 X 射线天文学中最重要的应用。
引用
@article{arxiv.2210.10883,
title = {Proportional counters and microchannel plates},
author = {Sebastian Diebold},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.10883},
year = {2023}
}
备注
36 pages, 11 figures, invited chapter for "Handbook of X-ray and Gamma-ray Astrophysics" (Eds. C. Bambi and A. Santangelo, Springer Singapore, expected in 2023)