基于准直器光栅的太阳硬X射线傅里叶成像质量研究

It is of great significance for us to learn more about solar flares via imaging observation for solar hard X ray. So far, the Fourier-synthesis imager for solar hard x-ray detection is mainly used. However, imaging quality may suffer from a great deal of elements; this research will study the influence of shift displacement and twist angle of the grids upon the imaging quality. On the other hand, we will also study the temperature impact of the crystals which would indirectly affect the imaging. Furthermore, we will develop a data compensation algorithm as well as mechanical optimal design and fabrication. This proposal would accumulate experience for Chinese future solar observation missions in space.

对太阳硬X射线开展成像观测，有助于我们更好的了解太阳耀斑。现在较常用的是空间调制傅里叶变换合成成像的方式。准直器成像质量影响因素较多，本项目重点研究基于准直器前后光栅平移与扭曲变形和准直器后端探测器晶体因温度效应引起光产额变化等因素对准直器成像质量的影响。在此基础上，本项目计划从硬件（优化结构设计）与软件（开发一套修正补偿算法）两方面降低或消除上述影响，进而提高准直器成像质量，为我国后续太阳探测任务做准备。

对太阳硬X射线开展成像观测，有助于我们更好的了解太阳耀斑。现在常用的是空间调制傅里叶变换合成成像的方式。准直器成像质量影响因素较多，本申请项目重点研究基于前后光栅平移与扭曲变形和准直器后端探测器晶体受温度效应等因素对准直器成像质量的影响。自项目批准以来，申请人严格按照计划书要求开展工作，具体如下：.（1）开展探测器模拟仿真分析，研究并给出了准直器相对扭曲与平台对成像质量的影响。在此基础上，还通过解析法对其进行了深入分析和研究，给出了前后光栅相对扭曲的允许的最大容差，为HXI项目的实施提供了新的思路；.（2）开展HXI光栅的配置方案研究，着重解决光栅节距与光栅厚度的优化方案，其次综合考虑结构力学、真空热环境与空间载荷可靠性等因素，确定了光栅在准直器基板上的几何分布。.（3）策划并实施了准直器后端探测单元温度效应试验，确定了溴化镧晶体与溴化铈晶体的温度效应影响情况。在此基础上，开展并提出量能器的结构热稳定性研究，确保后端探测单元在轨的优异工作环境。上述方案经过空间环境模拟试验验证可行。.（4）开展了基于影响成像质量因素的控制策略，包括硬件优化控制方案与软件修正补偿算法研究。硬件控制策略已应用于HXI项目，软件方面计划采用基于调制透过率函数（pattern）的修正方式。.（5）开展了基于地面X射线束流定标方案与实施研究，获得了全部91对光栅的调制曲线，与预期相符，充分证明了项目调制成像方案的可行性。.基于上述研究，已发表学术论文3篇，申请发明专利2项，先后两次参加境内外学术合作交流，介绍本研究的成果，并与相关专家进行探讨。