[发明专利]γ射线辐照后CCD饱和信号的原位测量系统及方法

说明书

本发明提供一种γ射线辐照后CCD饱和信号的原位测量系统及方法，该系统和方法能够有效降低现有测量系统在开展γ射线辐照实验时测试的繁琐度和实验人员的危险性，提高实验效率；同时，该系统和方法能获取辐照完成后短时间内的饱和信号参数，为研究CCD的⁶⁰Coγ射线辐照总剂量效应提供测试技术支撑。该原位测量系统包括光源单元、辐射源单元、CCD辐照单元、信号处理单元和上位机；辐射源单元用于诱发CCD辐照单元产生电离损伤；光源单元用于给CCD辐照单元提供均匀光源，使其达到饱和工作状态；信号处理单元用于采集CCD辐照单元的图像数据，并将图像数据无线长距离的传输至上位机；上位机接收图像数据并对其进行处理，获得饱和信号的变化曲线。

技术领域

本发明涉及辐射效应测试领域，具体涉及一种γ射线辐照后电荷耦合器件饱和信号的原位测量系统及方法。

背景技术

电荷耦合器件(charge coupled device，CCD)是一种MOS结构的固态光电转换式图像传感器，它是以电荷作为信号，通过栅压在氧化层下形成转移势垒，把耗尽层中的光生电荷转移到输出放大器而输出电学信号，具有成像、信号处理、通信等功能。因电荷耦合器件具有噪声低、重量轻、动态范围广、工作稳定和量子效率高等优点，被广泛应用在对地遥感、遥测以及空间科学探测等领域。然而，CCD在空间辐射或核辐射环境中会受到电离损伤的影响，会产生总剂量效应，导致CCD性能退化，严重时甚至功能失效，进而影响到在轨航天系统的性能和运行寿命。

空间环境中的高能电子、质子等均会诱发CCD产生电离损伤，导致CCD饱和信号减小，从而影响CCD性能，因此饱和信号是CCD抗辐照损伤性能考核的一个重要辐射敏感参数。目前，大量的理论计算和科学实践表明，⁶⁰Coγ源是开展元器件电离总剂量效应地面模拟试验研究最理想的辐射源。在对CCD抗辐射性能进行地面评估与验证时，通常采用⁶⁰Coγ射线开展CCD的总剂量效应研究。目前由于USB、IEEE1394等常用传输方式的传输距离有限，绝大多数⁶⁰Coγ射线辐照实验饱和信号参数的提取均为移位测量，即辐照剂量累积某个剂量点后需降源取出器件，完成测试后再次放入，这样给辐照实验带来极大的不便且无法获取辐照完成后短时间内饱和信号的变化规律。

发明内容

本发明的目的是提供一种γ射线辐照后CCD饱和信号的原位测量系统及方法，该系统和方法能够有效降低现有测量系统在开展γ射线辐照实验时测试的繁琐度和实验人员的危险性，从而提高实验效率；同时，该系统和方法能获取辐照完成后短时间内的饱和信号参数，为研究CCD的⁶⁰Coγ射线辐照总剂量效应提供测试技术支撑。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：