The Si/CdTe semiconductor camera of the ASTRO-H Hard X-ray Imager (HXI)
The Si/CdTe semiconductor camera of the ASTRO-H Hard X-ray Imager (HXI)
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ASTRO-H 硬 X 射线成像仪 (HXI) 的 Si/CdTe 半导体相机
DOI：
10.1016/j.nima.2016.03.038
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发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
K. Hagino et al.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
G. Sato;K. Hagino et al.
摘要 硬X射线成像仪（HXI）是将于2016年初发射的ASTRO-H任务[1]、[2]、[3]、[4]上的仪器之一。HXI是硬X射线反射望远镜的焦平面探测器，覆盖的能量范围为5至80 keV。它将对天文物体进行观测，其点源的灵敏度可达蟹状星云的 1/100,000（> 10 keV）。 HXI 相机（HXI 的成像部分）由混合半导体探测器系统实现，该系统由硅 (Si) 和碲化镉 (CdTe) 半导体探测器组成。在这里，我们展示了 HXI 相机的最终设计并报告了飞行模型的开发。该相机由四层双面硅带探测器（DSSD）和一层CdTe双面带探测器（CdTe-DSD）组成，每层成像面积为32 mm×32 mm。 Si 和 CdTe 传感器的带间距为 250 μm，来自所有 1280 个带的信号均由为 HXI 开发的 40 个应用专用集成电路 (ASIC) 进行处理。五层传感器以4毫米间距垂直堆叠，以提高检测效率。 Si 传感器的厚度为 0.5 mm，CdTe 传感器的厚度为 0.75 mm。在此配置中，软 X 射线光子将在 Si 部分中被吸收，而硬 X 射线光子将穿过 Si 部分并在 CdTe 部分中被检测到。还描述了传感器托盘、外围电路、电源连接和读出方案的设计。 HXI相机的飞行模型已完成制造、测试并安装在HXI仪器中，然后安装在卫星上。
Abstract The Hard X-ray Imager (HXI) is one of the instruments onboard the ASTRO-H mission [1],[2],[3],[4] to be launched in early 2016. The HXI is the focal plane detector of the hard X-ray reflecting telescope that covers an energy range from 5 to 80 keV. It will execute observations of astronomical objects with a sensitivity for point sources as faint as 1/100,000 of the Crab nebula at> 10 keV. The HXI camera–the imaging part of the HXI–is realized by a hybrid semiconductor detector system that consists of silicon (Si) and cadmium telluride (CdTe) semiconductor detectors. Here, we present the final design of the HXI camera and report on the development of the flight model. The camera is composed of four layers of Double-sided Silicon Strip Detectors (DSSDs) and one layer of CdTe Double-sided Strip Detector (CdTe-DSD), each with an imaging area of 32 mm× 32 mm. The strip pitch of the Si and CdTe sensors is 250 μm, and the signals from all 1280 strips are processed by 40 Application Specified Integrated Circuits (ASICs) developed for the HXI. The five layers of sensors are vertically stacked with a 4 mm spacing to increase the detection efficiency. The thickness of the sensors is 0.5 mm for the Si, and 0.75 mm for the CdTe. In this configuration, soft X-ray photons will be absorbed in the Si part, while hard X-ray photons will go through the Si part and will be detected in the CdTe part. The design of the sensor trays, peripheral circuits, power connections, and readout schemes are also described. The flight models of the HXI camera have been manufactured, tested and installed in the HXI instrument and then on the satellite.
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