固化后的环氧树脂提高了上下层的机械连接强度

更新时间:2025-09-05 19:33 类型:新闻资讯 来源:网络整理

  和进步的红外探测器工艺相贯串,带来了科学才力的宏壮先进。它将为以下四个科学职业做出苛重进献:

  近红皮毛机(NIRCam)拍的一张照片。的确来说,这只是一张马赛克拼图的中央一面。上面一共18个亮点,每个亮点都是北斗七星左近的统一颗恒星。由于韦布的主镜由18块正六边形镜片拼接而成,之前为了可能塞进火箭窄小的“货舱”发射升空,韦布连主镜片都折叠了起来,直到不久前才所有伸开。但这些主镜片还没有对齐,于是便有了首张照片上那18个看似随机漫衍散斑亮点。

  2.韦布千里镜的紧要子编制和组件,中红外仪器MIRI位于集成科学仪器模组(ISIM)。原图原因:NASA

  2所示,韦布千里镜的主、副镜片原委精巧调解和校准后,搜罗来自遥远太空的星光,并将其诱掖至集成科学仪器模组(ISIM)举行明白。ISIM包括以下四种仪器:

  4.集成科学仪器模组(ISIM)的三大区域正在韦布上的地点。图源:NASA

  ISIM中是一项坚苦的事务。为了简化集成,工程师将ISIM划分为三个区域(如图4):

  1”是低温仪器模块,MIRI探测器就包括正在个中。这一面区域将探测器冷却到39 K,这是需要的最初阶段的冷却方针,以便航天器自己的热量,不会作梗从遥远的宇宙探测到的红外光(也是一种热量辐射)。ISIM和光学千里镜(OTE)热统制子编制供应被动冷却,而使探测器变得更冷,则需运用其他格式。“

  2”是ISIM电子模块,它为电子负责摆设供应装置接口和较和煦的事务境遇。“

  3”,位于航天器总线编制内,是ISIM夂箢和数据处分子编制,具有集成的ISIM航行负责软件,以及MIRI更始的低温主动冷却器压缩机(CCA)和负责电子摆设(CCE)。

  5示出了MIRI的合座组成及其子编制正在韦布三大区域中的漫衍情景。包括成像相机,光谱仪,日冕仪的光学模块(OM)位于集成科学仪器模块(ISIM)内,事务温度为40K。OM和焦平面模块(FPM)通过基于脉冲管的板滞主动冷却器下降温度,航天器中的压缩机(CCA),负责电子摆设(CCE)和制冷剂管线(RLDA)将冷却气体(氦气)带到OM左近完毕主动制冷。仪器的板滞位移,由仪器负责电子摆设(ICE)负责,焦平面的精巧地点调解,由焦平面电子摆设(FPE)操作,两者都位于上述安顿正在ISIM左近的较和煦的“区域2”中。

  6. ISIM低温区域1(装置于主镜背后)中的MIRI布局安排及四个主题功效模块的地点。原图原因:NASA

  (仪器内)正在中红外成像仪(还带领有低判袂率光谱仪和日冕仪)和中等判袂率光谱仪之间分光。原委滤光,或通过光谱分光,最终将其集聚到探测器阵列上(如图6)。

  7. (左)韦布千里镜近红皮毛机(NIRCam)的碲镉汞探测器阵列,(右)MIRI的红外探测器(绿色)装置正在一个被称为焦平面模块的块状布局中,这是一块1024x1024像素的砷掺杂硅像素阵列(100万像素)。图源:NASA。

  7所示,左图是用于探测0.6 - 5 μm波段的近红外碲镉汞(缩写为HgCdTe或MCT)“H2RG”探测器,右图是用于探测5 - 28 μm波段的中红外掺砷硅(缩写为Si:As)探测器。近红外探测器由加利福尼亚州的Teledyne Imaging Sensors创筑。“H2RG”是Teledyne产物线的名称。中红外探测器,由同样位于加利福尼亚的Raytheon Vision Systems创筑。每个韦布“H2RG”近红外碲镉汞探测器阵列,有大约400万个像素。每个中红外掺砷硅探测器,大约有100万个像素。(小编点评:以单像素碲镉汞探测器的现有墟市代价谋划,一块韦布碲镉汞探测器阵列的代价就要四十亿美金!!!为了拓展人类天文常识的畛域,韦布这回真是不计血本啊!)

  通过调度汞与镉的比例,可能调解资料以感觉更长或更短波长的光子。韦布团队诈欺这一点,创筑了两种汞-镉-碲化物因素组成的探测器阵列:一种正在0.6 - 2.5 μm领域内的汞比例较低,另一种正在0.6 - 5 μm领域内的汞含量较高。这具有很众便宜,囊括可能定制每个NIRCam检测器,以正在将要运用的特定波长上完毕峰值职能。外1显示了韦布仪器中包括的每品种型探测器的数目。

  1.韦布千里镜上的光电探测器,个中MIRI包括三块砷掺杂的硅探测器,一块用于中红皮毛机和低判袂光谱仪,其它两块用于平分辨光谱仪。原因:NASA

  8.韦布太空千里镜运用的红外探测器布局。探测器阵列层(HgCdTe或Si:As)招揽光子并将其转换为单个像素的电信号。铟互接连构将探测器阵列层中的像素毗邻到ROIC(读出电途)。ROIC包括一个硅基集成电途芯片,可将逾越100万像素的信号,转换成低速编码信号并输出,以供进一步的处分。图源:Teledyne Imaging Sensors

  (如上图)。三明治由三个一面构成:(1)一层半导体红外探测器阵列层,(2)一层铟互接连构,将探测器阵列层中的每个像素毗邻到读出电途阵列,以及(3)硅基读出集成电途(ROIC),使数百万像素的并行信号降至低速编码信号并输出。红外探测器层和硅基ROIC芯片是独立制备的,这种独立创筑工艺准许对经过中的每个组件举行详细调解,以适合差异的红外半导体资料(HgCdTe或Si:As)。铟是一种软金属,正在稍微施加压力下会变形,从而正在探测器层的每个像素和ROIC阵列之间酿成一个冷焊点。为了加添板滞强度,探测器供应商会正在“冷焊”工艺后段,正在铟互接连构层注入活动性高,低粘度的环氧树脂,固化后的环氧树脂普及了上基层的板滞毗邻强度。

  探测器中是不异的:入射光子被半导体资料招揽,形成搬动的电子空穴对。它们正在内置和外加电场的影响下搬动,直到它们找到可能存储的地方。韦布的探测器有一个特色,即正在被重置之前,可能众次读取探测器阵列中的像素,如许做有好几个好处。比方,与只举行一次读取比拟,可能将众个非重置性读取均匀正在一齐,以裁减像素噪声。另一个便宜是,通过运用统一像素的众个样本,可能看到信号电平的

  ,这是宇宙射线作梗像素的迹象。一朝真切宇宙射线作梗了像素,就可能正在传回地球的信号后处分中,行使校正来收复受影响的像素,从而保存其观测的科学价钱。

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