[發明專利]γ射線輻照后CCD飽和信號的原位測量系統及方法

有效

• 申請號: 202110456924.2
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113203931B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 王祖軍;焦仟麗;薛院院;賈同軒;馬武英;何寶平;劉敏波;盛江坤
• 申請（專利權）人: 湘潭大學;西北核技術研究所
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 鄭麗紅

本發明提供一種γ射線輻照后CCD飽和信號的原位測量系統及方法，該系統和方法能夠有效降低現有測量系統在開展γ射線輻照實驗時測試的繁瑣度和實驗人員的危險性，提高實驗效率；同時，該系統和方法能獲取輻照完成后短時間內的飽和信號參數，為研究CCD的⁶⁰Coγ射線輻照總劑量效應提供測試技術支撐。該原位測量系統包括光源單元、輻射源單元、CCD輻照單元、信號處理單元和上位機；輻射源單元用于誘發CCD輻照單元產生電離損傷；光源單元用于給CCD輻照單元提供均勻光源，使其達到飽和工作狀態；信號處理單元用于采集CCD輻照單元的圖像數據，并將圖像數據無線長距離的傳輸至上位機；上位機接收圖像數據并對其進行處理，獲得飽和信號的變化曲線。

技術領域

本發明涉及輻射效應測試領域，具體涉及一種γ射線輻照后電荷耦合器件飽和信號的原位測量系統及方法。

背景技術

電荷耦合器件(charge coupled device，CCD)是一種MOS結構的固態光電轉換式圖像傳感器，它是以電荷作為信號，通過柵壓在氧化層下形成轉移勢壘，把耗盡層中的光生電荷轉移到輸出放大器而輸出電學信號，具有成像、信號處理、通信等功能。因電荷耦合器件具有噪聲低、重量輕、動態范圍廣、工作穩定和量子效率高等優點，被廣泛應用在對地遙感、遙測以及空間科學探測等領域。然而，CCD在空間輻射或核輻射環境中會受到電離損傷的影響，會產生總劑量效應，導致CCD性能退化，嚴重時甚至功能失效，進而影響到在軌航天系統的性能和運行壽命。

空間環境中的高能電子、質子等均會誘發CCD產生電離損傷，導致CCD飽和信號減小，從而影響CCD性能，因此飽和信號是CCD抗輻照損傷性能考核的一個重要輻射敏感參數。目前，大量的理論計算和科學實踐表明，⁶⁰Coγ源是開展元器件電離總劑量效應地面模擬試驗研究最理想的輻射源。在對CCD抗輻射性能進行地面評估與驗證時，通常采用⁶⁰Coγ射線開展CCD的總劑量效應研究。目前由于USB、IEEE1394等常用傳輸方式的傳輸距離有限，絕大多數⁶⁰Coγ射線輻照實驗飽和信號參數的提取均為移位測量，即輻照劑量累積某個劑量點后需降源取出器件，完成測試后再次放入，這樣給輻照實驗帶來極大的不便且無法獲取輻照完成后短時間內飽和信號的變化規律。

發明內容

本發明的目的是提供一種γ射線輻照后CCD飽和信號的原位測量系統及方法，該系統和方法能夠有效降低現有測量系統在開展γ射線輻照實驗時測試的繁瑣度和實驗人員的危險性，從而提高實驗效率；同時，該系統和方法能獲取輻照完成后短時間內的飽和信號參數，為研究CCD的⁶⁰Coγ射線輻照總劑量效應提供測試技術支撐。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：