CMOS 探测器中像素间电容对 PSF 形状的影响及对 WFIRST 的启示

与光学 CCD 不同，基于 CMOS 混合读出技术的近红外探测器通常存在像素间的电串扰。导致串扰的像素间电容（IPC）影响望远镜的点扩散函数（PSF），增大图像中所有天体的尺寸并改变其形状，同时使泊松噪声相关。使用这些探测器的即将开展的弱引力透镜巡天（如 WFIRST）对 PSF 尺寸和形状（以及这些量的已知精度）提出了严格要求，这必须转化为对 IPC 的要求。为便利此过程，我们首次研究了 IPC 对 WFIRST PSF 尺寸和形状的影响。针对每个 WFIRST 带通，从物理原理正向模拟了真实 PSF。我们探究了 PSF 尺寸和形状如何依赖于与沿边或角连接的像素的 IPC 耦合范围；对于 WFIRST 中预期的 IPC 水平，IPC 使 PSF 尺寸增大约 $\sim$5\%。我们给出了一个线性拟合公式，描述由于 IPC 不确定性引起的 PSF 尺寸或形状的不确定性，后者可能源于例如探测器老化导致的 IPC 未知时间演化或探测器上 IPC 的空间变化。我们还研究了 IPC 中微小各向异性的影响，其进一步修改 PSF 形状。我们的结果是确定 WFIRST 巡天所用探测器的硬件与表征要求的第一步关键步骤。