HXMT高能望远镜毛刺的识别方法*
2021-01-19赵海升刘聪展李小波宋黎明
赵海升,刘聪展,李小波,宋黎明
(1. 中国科学院粒子天体物理重点实验室,北京 100049;2. 中国科学院高能物理研究所,北京 100049)
硬X射线调制望远镜卫星[1]于2017年6月15日在酒泉卫星发射中心发射升空,开启了我国在X射线波段对天体源的观测研究。它覆盖1~250 keV能段,具有大天区、大有效面积巡天和高精度定点观测能力,同时还能监测高能X射线和伽马射线暴发现象。硬X射线调制望远镜卫星搭载的高能望远镜[2]是实现其科学探测能力的关键载荷,高能望远镜采用条栅式准直器和NaI(TI)/CsI(Na)复合晶体探测器,由18个主探测器单元组成,NaI晶体可以对20~250 keV的硬X射线实现高灵敏度探测,CsI晶体可以对0.2~3 MeV的伽玛暴发进行监测,同时两种晶体均具有能谱和时变探测能力。每个主探测单元由复合晶体探测器、光电倍增管(Photomultiplier Tube, PMT)、前端电子学和后端电子学组成[3]。X射线光子入射到NaI晶体后沉积全部能量,而CsI晶体作为主动式屏蔽探测器,对入射的粒子本底、伽马光子等进行监测,两种晶体产生的信号可以通过脉冲形状甄别技术(脉冲宽度)加以区分。光电倍增管与晶体相连用于采集光信号,采集的光子信号经过前端电子学成形和放大,此时,如果信号超过触发阈值,后端电子学将对信号进行采集,最终记录光子的能量、脉冲宽度和时间信息等。但是,如果信号超过上阈值(称之为大信号),后端电子学将不进行模数(Analog-to-Digital, AD)转换而直接丢弃。高能望远镜的能量分辨率在60 keV时接近19%,时间分辨率约8 μs,时间精度为2~4 μs,其快速的处理方式使得死时间仅占3%~5%[2],如此快速的数据处理也造成电子学产生一些非真实光子信号,并在两种晶体中同时存在,突出表现在光变曲线上出现一些尖峰,这些信号称为毛刺。……
