太陽耀斑是儲存在太陽磁場中的能量瞬間釋放所產(chǎn)生的一種電磁輻射現(xiàn)象。在耀斑爆發(fā)期間,空間的軟X射線輻射顯著增強。利用太陽軟X射線輻射的能譜/光譜和時間觀測數(shù)據(jù)可以研究耀斑的溫度、爆發(fā)規(guī)模、持續(xù)時間、帶電粒子的加速和釋放過程。本文基于我國太陽全景計劃中提出的高分辨太陽軟X射線綜合譜儀的研制需求,提出了一套方案實現(xiàn)對0.2~10 keV能段(對應62~1.24?波段)的太陽軟X射線分立譜線的高精度、高可靠度測量,以研究耀斑爆發(fā)過程中等離子體的溫度、組成、加熱機制等相關物理參數(shù)。對較長波段(對應0.2~4 keV)的軟X射線,本文提出了利用無高次諧波污染單極衍射光子篩實現(xiàn)分光探測的方案,該方案有效解決了長波X射線分光中普遍存在的高次諧波污染問題。對較短波段(對應1.24~3.1?)的軟X射線,本文提出了利用彎面晶體布拉格衍射分光技術結合X射線敏感CCD實現(xiàn)分光探測的方案,該方案有效實現(xiàn)了極短波長X射線的高光譜分辨率觀測。本文所做的主要工作如下:(1)完成了0.2~10 keV高分辨太陽軟X射線分立譜線觀測儀器的方案設計;(2)完成了CCD42-10信號讀出系統(tǒng)和地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的軟硬件設計。對較短波段(對應1.24~3.1?)軟X射線分立譜線觀測儀器的譜分辨率計算結果表明,譜分辨率理論上可達到0.3 m?。對較長波段(對應0.2~4 keV)軟X射線分立譜線觀測儀器的譜分辨率計算結果表明,譜分辨率理論上可達到0.2~70eV。對CCD42-10信號讀出系統(tǒng)和地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的測試結果表明,CCD像素讀出速率可達到400 kHz,數(shù)據(jù)傳輸速率可達到6 Mbps。本文的研究結果為將來高分辨太陽軟X射線綜合譜儀的研制打下了堅實的技術基礎。
【學位單位】：中國科學院國家空間科學中心
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：TL817.1

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本文編號：2825211