辐照前的单光子传感和光子数分辨探测器,安装在罗切斯特成像探测器实验室的一个室内。
最近一次前往波士顿癌症中心的旅行帮助罗彻斯特理工学院的天体物理学家实现了他们为未来 NASA 太空任务开发先进 CMOS 图像传感器的使命的一个重要里程碑。RIT探测器中心的研究人员在马萨诸塞州总医院的 Francis H. Burr 质子治疗中心用质子照射单光子传感和光子数分辨 CMOS 探测器。
由RIT 未来光子计划 和探测器中心的首席研究员Don Figer领导的研究人员正在测试能够感知来自遥远的可居住行星等微弱源的单个光子的探测器。在 RIT,他们能够通过使用腔室创造真空并将设备冷却到它将在太空中经历的低温来模拟太空环境。然而,外太空充满了会损坏电子设备的辐射,因此研究人员需要知道辐射是如何降低探测器性能的。
“当你在太空中安装一个带有探测器的望远镜时,它会受到一定量的辐射,”天体物理学科学与技术博士说。 学生 Lazar Buntic。“虽然辐射有很多种,但大部分来自太阳,太阳会喷射出大量质子,当质子撞击探测器时,就会引起问题。我们在地球上模拟的方式是进入一个辐射测试设施,该设施可以产生辐射并将我们的探测器暴露在辐射下。”
卡车运载设备的三位科学家
从左到右:Don Figer、Justin Gallagher 和 Lazar Buntic 在 11 月的一个星期五将他们的精密设备装载到一辆移动的货车上,前往波士顿,并在令人眼花缭乱的 36 小时内进行了测试。
Buntic 称 MGH 的设施是世界上控制质子能量的最佳设施之一。虽然该设施整个星期都忙于用于治疗癌症患者,但 RIT 团队能够在周末使用它,因为该设施允许第三方租用质子束线。该团队在万圣节前的星期五将他们的精密设备装载到一辆移动的卡车上,前往波士顿,并在令人眼花缭乱的 36 小时内进行了测试。
在辐照探测器一年多之前,RIT 研究人员模拟了探测器在与詹姆斯韦伯太空望远镜相同的位置执行为期 11 年的任务时将接收的太阳质子剂量。研究人员选择用模拟剂量的十倍轰击该设备,并在不同的里程碑剂量处停止,以了解探测器的性能将如何扩展和退化到任务的预期寿命之外。
“当你为这些未来的太空任务花费数十亿美元时,你需要确保技术准备就绪并开始工作,”探测器中心的实验室工程师Justin Gallagher说。“其中一项测试是测量和查看退化情况。我们需要量化我们设备在‘太空模拟’环境中的性能下降。”
在 MGH 进行测试的 Gallagher 和 Buntic 表示,他们对初步结果感到鼓舞,而且探测器的表现似乎超出了预期。
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