CCD 진공 저온 광전자 빠른 시험 시스템의 설계 및 검증

LIU Guohua ,  

YANG Sen ,  

WANG Yu ,  

LIN Fang ,  

摘要

우주 탑재 과학급 CCD 영상 회로는 최적의 효과를 달성하기 위해 여러 파라미터를 정밀하게 조정해야 합니다. 영상 회로 설계 과정에서는 실측 결과를 바탕으로 이러한 파라미터를 최적화해야 하며, 일부 실험은 저온 진공 상태에서 수행해야 합니다. 그러나 전통적인 시험 장비는 부피가 크고 열 순환에 시간이 많이 소요됩니다. 본 논문에서는 CCD 회로 시험 요구를 충족하기 위해 소형화된 듀아(Dewar) 장치를 개발하였습니다. 먼저, '무유 고진공 + 펄스관 냉각기 + 정밀 온도 제어' 시스템 아키텍처를 구축했습니다. 이후 배기 역학과 냉량 전달 실험을 통해 시스템 성능을 검증했습니다. 그 다음, 시스템의 편리한 조립 및 조정 특성을 기반으로 전면 회로 파라미터를 빠르게 반복하였습니다. 마지막으로 광자 전송 곡선(PTC) 방법을 사용하여 CCD275를 상온(298 K)과 궤도 저온(248 K)에서 비교 실험하여 만월 출력 시 다양한 파라미터의 효과를 평가하였습니다. 시스템은 <inline-formula><alternatives><math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M1"><mn mathvariant="normal">5.0</mn><mo>×</mo><msup><mrow><mn mathvariant="normal">10</mn></mrow><mrow><mo>-</mo><mn mathvariant="normal">5</mn></mrow></msup></math><graphic specific-use="big" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/CD89D954-0DAE-46a5-B077-B2D95E67693F-M001.jpg"/><graphic specific-use="small" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/CD89D954-0DAE-46a5-B077-B2D95E67693F-M001c.jpg"/></alternatives></inline-formula> Pa보다 우수한 극한 진공 상태와 215 K에서 가중된 테스트 환경을 구현하였으며, 빠른 배기 및 재배기, 액체 질소 불필요, 편리한 조립의 장점을 갖추었습니다. 실험 결과 6개의 CCD275가 248 K에서 2.5 MHz 판독 주파수에서 유효한 만월 용량 800~900 k 전자/pixel/s에 도달함을 확인했습니다. 본 시스템은 CCD 진공 저온 테스트 및 파라미터 반복의 효율성을 크게 향상시켰으며, 테스트 결과는 위성의 신호 대 잡음비와 동적 범위 요구를 충족하여 향후 더 많은 과학급 CCD 통합 조정에 효율적이고 범용적인 시스템 솔루션을 제공할 것입니다.

关键词

우주 장착 CCD; 진공 저온 시스템; 광자 전송 곡선(PTC); 만월 용량; 고효율 시험

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