女人自慰AV免费观看内涵网,日韩国产剧情在线观看网址,神马电影网特片网,最新一级电影欧美,在线观看亚洲欧美日韩,黄色视频在线播放免费观看,ABO涨奶期羡澄,第一导航fulione,美女主播操b

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

硅光電倍增管在日冕研究中的應(yīng)用

安森美 ? 來源:安森美 ? 2024-12-23 14:28 ? 次閱讀
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

日冕是太陽最外層的大氣層,由于其比太陽表面高出數(shù)百萬度的極端溫度,及其對地球空間天氣(SpaceWeather)的重大影響,從而成為科學(xué)研究的主要焦點之一。日冕由等離子體(一種熾熱的電離氣體,其原子完全或部分失去電子)和塵埃組成,并不斷膨脹進入星際空間,形成太陽風(fēng)。

耀斑和日冕物質(zhì)拋射(CME)等太陽爆發(fā)活動起源于日冕,可在太陽風(fēng)內(nèi)形成大規(guī)模等離子體結(jié)構(gòu)。當(dāng)這種現(xiàn)象到達地球時,會擾亂衛(wèi)星、電網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò),甚至對宇航員的健康構(gòu)成威脅。

研究日冕具有挑戰(zhàn)性。傳統(tǒng)的日冕儀使用掩星盤來遮擋陽光,但衍射限制了其效率。日全食雖然能提供觀測日冕的機會,但這種機會既短暫又稀少。增進我們對日冕、太陽耀斑和日冕物質(zhì)拋射(CME)的了解,對于預(yù)測地磁風(fēng)暴和減輕對人類技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施的潛在影響至關(guān)重要。

歐洲航天局(ESA)的Proba-3任務(wù)將使人們能夠比以往任何時候都更靠近太陽邊緣去研究太陽的稀薄日冕。Proba-3利用兩顆衛(wèi)星模擬日食,從而克服了上述限制。該項目將運用前沿技術(shù)對兩個航天器進行精確定位與操控,為未來需要協(xié)同配合的太空任務(wù)開辟道路。

在接受采訪時,安森美(onsemi)公司Proba-3 項目首席工程師Steven John Buckley重點介紹了這項先進的天基日冕儀任務(wù),該任務(wù)利用硅光電倍增管(SiPM)傳感器實現(xiàn)精確對準(zhǔn),從而實現(xiàn)對日冕的精確研究。該任務(wù)的獨特設(shè)計和傳感器技術(shù)使科學(xué)家們能夠在太空中進行高精度測量,克服環(huán)境挑戰(zhàn)以獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

“這個項目大約始于七年前,最初由一家名為sensL的初創(chuàng)公司推動,該公司后來被安森美收購。因為我們在低光敏傳感器和硅光電倍增管方面的技術(shù)能力,歐洲航天局找到了我們,"Buckley說?!爱?dāng)即將發(fā)生日全食時,科學(xué)家們非常高興,因為他們想要研究日冕。然而,挑戰(zhàn)在于太陽比日冕亮100萬倍。了解太陽耀斑至關(guān)重要,因為它們會影響地球的空間天氣,甚至有可能影響從電信乃至食品安全的各個方面?!?/p>

這項任務(wù)將持續(xù)兩年,完成后,衛(wèi)星的軌道將自然衰減,并在五年內(nèi)重返大氣層。首批結(jié)果預(yù)計將在發(fā)射四個月后公布,屆時將揭示對日冕前所未有的發(fā)現(xiàn)。Proba-3計劃于12月4日從印度位于斯里赫里戈達島(Sriharikota)的薩迪什達萬(SatishDhawan)航天中心用PSLV-XL火箭發(fā)射升空。

飛行任務(wù)

在空間科學(xué)領(lǐng)域,編隊飛行已變得相當(dāng)重要,因為它提供了擴大觀測能力和改善分辨率限制的可能性。為了實現(xiàn)不同的科學(xué)目標(biāo),自20 世紀(jì)末以來,提出了一些基于多航天器編隊的飛行任務(wù)設(shè)想。

盡管其中許多概念曾因價格昂貴和技術(shù)限制而被擱置,但新世紀(jì)以來空間技術(shù)的發(fā)展使編隊飛行任務(wù)變得更加可行。根據(jù)編隊飛行的理念,各機構(gòu)已經(jīng)有效地執(zhí)行了諸如CLUSTER、GRACE和 Cosmo-SkyMed等多個項目,證明了在相似軌道上使用多個航天器的優(yōu)勢,提供了迄今為止前所未有的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

為了實現(xiàn)編隊飛行的最佳性能,主動控制系統(tǒng)對于航天器的精確相對定位和穩(wěn)定至關(guān)重要。這需要復(fù)雜的測控技術(shù)、先進的驅(qū)動系統(tǒng)和強大的控制算法。

作為歐洲航天局在軌演示計劃的一部分,PROBA-3任務(wù)標(biāo)志著編隊飛行技術(shù)的重大進步。該計劃使用兩顆衛(wèi)星在軌道上模擬日食,目的是獨立實現(xiàn)并維持編隊飛行,相對位置控制精度低至毫米級。

實驗將在距地球6萬多公里的高度橢圓的軌道上進行。主要工作將在這一軌道的最高點展開,那里的重力、磁力和大氣層的干擾最小,操縱衛(wèi)星的燃料消耗也較低。

被稱為日冕儀的衛(wèi)星攜帶照相機,被稱為掩星器的衛(wèi)星則攜帶太陽遮光盤。為了確??煽康臄?shù)據(jù)采集,校準(zhǔn)機制必須能夠補償任何偏差,并抵消衛(wèi)星之間的巨大距離。通過可達30度的重新定位精度,編隊距離可以在25米到250米之間調(diào)整。該項目的目標(biāo)是驗證精確編隊飛行測量的理念,包括制造、數(shù)據(jù)采集、維護、調(diào)整距離和重新定位。

衛(wèi)星以自由旋轉(zhuǎn)模式進入軌道,在這種模式下,衛(wèi)星被動地圍繞地球旋轉(zhuǎn),從而節(jié)省燃料。當(dāng)衛(wèi)星到達軌道最遠(yuǎn)點時,它們會使用對準(zhǔn)機制收集四小時的數(shù)據(jù),然后恢復(fù)自由旋轉(zhuǎn)模式。

在最近的一次簡報會上,歐洲航天局(ESA)通訊部門的EmmettFletcher介紹了此次任務(wù)及其主要參與者,包括ESA的技術(shù)、工程和質(zhì)量主管DietmarPilz;ESA的Proba-3項目負(fù)責(zé)人DamianGalano;SENER空間與科學(xué)業(yè)務(wù)發(fā)展總經(jīng)理DiegoRodríguez;以及Proba-3任務(wù)科學(xué)家JoeZender。簡報會強調(diào)了任務(wù)的目標(biāo)、技術(shù)挑戰(zhàn)以及來自14個ESA成員國超過40家公司的合作努力。

“這項任務(wù)代表了歐洲航天局技術(shù)與工程能力的巔峰,”歐洲航天局的技術(shù)、工程和質(zhì)量主管DietmarPilz說。“Proba-3不僅僅是為了挑戰(zhàn)衛(wèi)星的極限,也是為了增進我們對太陽系的理解?!?/p>

Proba-3的益處不僅限于太陽科學(xué)。如上所述,此次飛行任務(wù)還將測試航天器精確定位的新技術(shù),利用傳感器和算法保持毫米級精度的對準(zhǔn)。這些技術(shù),以及為這次任務(wù)開發(fā)的其他技術(shù),包括自主導(dǎo)航和先進推進系統(tǒng),為未來的太空探索鋪平了道路。這些進步對于實現(xiàn)大型分布式儀器和多衛(wèi)星任務(wù)至關(guān)重要,這些任務(wù)旨在進行更深入的天文研究、系外行星探測以及地球觀測。

“Proba-3是國際合作與創(chuàng)新的典范,”SENER的空間與科學(xué)部門負(fù)責(zé)人DiegoRodriguez說:“它是對我們?nèi)绾瓮黄瓶臻g技術(shù)界限的一個證明?!?/p>

對日冕儀精確對準(zhǔn)的需求

日冕儀的作用是制造"假日食",即用一個圓盤擋住太陽光,從而觀測到日冕。對準(zhǔn)必須精確到毫米以內(nèi),以確保日冕觀測不受陽光干擾。

由于太陽的亮度比日冕強幾百萬倍,即使是微小的偏差也會導(dǎo)致太陽光的影響,使照相機不堪重負(fù),妨礙科學(xué)觀測。

理想的對準(zhǔn)要求掩星器與日冕儀之間的距離為150米,這帶來了工程上的挑戰(zhàn)——尤其考慮到衛(wèi)星在軌道上運行時的距離是變化的,如前所述。這就需要極其精確的定位系統(tǒng)來確保準(zhǔn)確的相對位置。

硅光電倍增管在對準(zhǔn)中的作用

搭載在日冕儀衛(wèi)星上的四個工作于光伏模式的硅光電倍增管(SiPM)追蹤由掩星器衛(wèi)星產(chǎn)生的陰影。這些傳感器監(jiān)測光照水平,隨后將數(shù)據(jù)輸入算法中。通過分析陰影的位置,該方法可以確定衛(wèi)星的對準(zhǔn)情況。日冕儀衛(wèi)星會調(diào)整其位置,以確保在X、Y和Z軸上保持精確的對準(zhǔn)(分別在±1.6毫米、±1.6毫米和±1.5毫米的范圍內(nèi))。

在對準(zhǔn)過程中起關(guān)鍵作用的SiPM是一種光轉(zhuǎn)換器,能夠?qū)⒐庾愚D(zhuǎn)化為可量化的電流。在這次任務(wù)中,它們以低偏置模式而非通常的高偏置模式工作。

“它基本上是一個轉(zhuǎn)換器,但并不是以我們通常使用硅光電倍增管的模式來運行的,”安森美公司Buckley表示。SiPM的一個關(guān)鍵特性是其較大的表面積(3平方毫米),這使得它非常適合于這個應(yīng)用。

通常在反向偏置設(shè)置下工作以檢測單個光子的SiPM,在這次應(yīng)用中則是無偏置的。入射光產(chǎn)生的微小電流隨后被放大并轉(zhuǎn)換成電壓信號,用于后續(xù)處理。這些傳感器監(jiān)測由掩星器產(chǎn)生的陰影,并通過足夠靈敏地檢測光強度的細(xì)微變化來調(diào)整日冕儀的位置。

對準(zhǔn)過程:從光學(xué)到星軌定位系統(tǒng)

借助由葡萄牙Tekever提供的星間無線電鏈路,Proba-3雙衛(wèi)星將在軌道上確保實時距離更新和持續(xù)通信。利用特制的衛(wèi)星導(dǎo)航接收器,它們還將獨立確定各自在太空中的絕對位置。Proba-3的高度偏心軌道將覆蓋衛(wèi)星導(dǎo)航星座,并深入太空。先進的相對導(dǎo)航技術(shù)將在兩顆衛(wèi)星相距約250米時實現(xiàn)精確編隊飛行。

基于視覺的傳感器初始系統(tǒng)使用廣角相機追蹤另一顆衛(wèi)星上的LED信號,從而測算兩者之間的距離。窄角相機則鎖定一個小型LED,以厘米級精度提供相對位置數(shù)據(jù),二者相互補充。

掩星器衛(wèi)星上搭載的精細(xì)橫向和縱向傳感器使用激光照射日冕儀衛(wèi)星上的反射器,以實現(xiàn)更高的精度。通過反射回來的激光,可以得到毫米級精度的相對位置測量數(shù)據(jù)。

最后,陰影定位傳感器通過日冕儀衛(wèi)星主儀器鏡頭周圍的SiPM監(jiān)測日冕。如果陰影與日冕儀衛(wèi)星完全對準(zhǔn),光照就會保持平衡;一旦出現(xiàn)偏差,則需要即時調(diào)整。

“這種定位系統(tǒng)包括多個傳感器以確保冗余。在理想情況下,僅需使用四個傳感器,但在太空環(huán)境中,保持冗余非常關(guān)鍵,”安森美公司Buckley表示。這些SiPM以非常高的分辨率檢測光線,并將光線轉(zhuǎn)換為納安級別的電流。

兩個航天器的對準(zhǔn)是由三種不同的技術(shù)驅(qū)動的。日冕儀衛(wèi)星和掩星器衛(wèi)星的相對位置首先通過手動或使用基礎(chǔ)設(shè)備進行粗略的光學(xué)對準(zhǔn)調(diào)整。隨后,利用激光進一步校正兩顆衛(wèi)星的位置,從而提高對準(zhǔn)的精度。

在最后的對準(zhǔn)階段,SiPM傳感器追蹤來自太陽日冕的光強度。通過測量均勻分布于360度的四個傳感器上的亮度——例如,北、南、東、西——該系統(tǒng)可以將日冕儀衛(wèi)星的位置調(diào)整到毫米級精度。通過調(diào)節(jié)衛(wèi)星的位置,以確保對準(zhǔn)保持在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。

太空環(huán)境中的技術(shù)考量

SiPM傳感器和相關(guān)電子設(shè)備中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)必須能夠承受惡劣的太空環(huán)境。元器件都經(jīng)過抗輻射加固處理,并經(jīng)過精心挑選,以承受極端溫度、輻射和機械應(yīng)力。

據(jù)Buckley 稱,用于地面測試的商業(yè)ADC 的太空認(rèn)證版本將取代其最初版本。這些元器件必須滿足溫度穩(wěn)定性和輻射耐久性的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。

天基日冕儀衛(wèi)星項目是空間技術(shù)和我們對太陽現(xiàn)象理解的重大進步。在對準(zhǔn)系統(tǒng)中使用SiPM,使研究人員能夠精確控制掩星器和日冕儀衛(wèi)星之間的對準(zhǔn),從而獲得不受干擾的清晰日冕圖像,這是一個巨大的進步。

科學(xué)家們指出,現(xiàn)有的模型在預(yù)測太陽活動方面存在較大挑戰(zhàn),顯然需要加以改進。更精確的預(yù)測將幫助研究人員提前預(yù)見并減輕太陽活動對衛(wèi)星、電網(wǎng)乃至航空交通的潛在影響。這些領(lǐng)域都對太陽活動高度敏感。

“通過更深入的理解物理現(xiàn)象,我們可以改進我們的建模,而隨著建模的改進,我們可以改善衛(wèi)星的預(yù)測結(jié)果,減少對地球本身的影響?!盓SA專家在會議上說。

Proba-3還將攜帶兩臺額外的科學(xué)儀器。第一個是DARA(達沃斯絕對輻射計),一種設(shè)計用來測量總太陽輻照度的絕對輻射計。第二個是3DEES(三維高能電子光譜儀),這是一個技術(shù)演示儀器,用于測量VanAllen輻射帶中電子光譜的一款高精度科學(xué)儀器。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • 安森美
    +關(guān)注

    關(guān)注

    32

    文章

    1797

    瀏覽量

    93170
  • 光電倍增管
    +關(guān)注

    關(guān)注

    3

    文章

    63

    瀏覽量

    13548

原文標(biāo)題:Proba-3任務(wù):為何硅光電倍增管是日冕探索的yyds?(內(nèi)附活動中獎名單)

文章出處:【微信號:onsemi-china,微信公眾號:安森美】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

    評論

    相關(guān)推薦
    熱點推薦

    雪崩二極:汽車電子系統(tǒng)的關(guān)鍵光檢測元件

    雪崩二極的原理與結(jié)構(gòu)雪崩二極(AvalanchePhotodiode,簡稱APD)是一種利用載流子雪崩倍增效應(yīng)來放大光電信號的光檢測二極
    的頭像 發(fā)表于 05-06 15:06 ?1117次閱讀
    雪崩二極<b class='flag-5'>管</b>:汽車電子系統(tǒng)<b class='flag-5'>中</b>的關(guān)鍵光檢測元件

    如何挑選光電倍增管

    要的應(yīng)用。 關(guān)于光電倍增管 光電倍增管建立在外光電效應(yīng)、二次電子發(fā)射和電子光學(xué)理論基礎(chǔ)上,結(jié)合了高增益、低噪聲、高頻率響應(yīng)和大信號接收區(qū)等特征,是一種具有高靈敏度和超快時間響應(yīng)的光敏電真空器件,可以工作
    的頭像 發(fā)表于 04-28 06:24 ?218次閱讀

    安泰電壓放大器雪崩光電二級輻射特性研究的應(yīng)用

    實驗名稱:雪崩光電二級電致發(fā)光輻射特性的研究 測試目的:雪崩光電二極管是一種高速、高靈敏的二極。相比于通常的
    的頭像 發(fā)表于 04-17 11:41 ?255次閱讀
    安泰電壓放大器<b class='flag-5'>在</b>雪崩<b class='flag-5'>光電</b>二級<b class='flag-5'>管</b>輻射特性<b class='flag-5'>研究</b><b class='flag-5'>中</b>的應(yīng)用

    碳納米光電器件的應(yīng)用 碳納米的功能化改性方法

    碳納米光電器件的應(yīng)用 碳納米光電器件
    的頭像 發(fā)表于 12-12 09:12 ?974次閱讀

    光電倍增管輻射探測領(lǐng)域應(yīng)用進展綜述

    光子探測技術(shù)高能物理、天體物理、醫(yī)學(xué)成像等學(xué)科領(lǐng)域中扮演著重要的角色。特別是輻射探測應(yīng)用,實現(xiàn)單光子高水平的靈敏探測一直是近幾十年以來光電探測器發(fā)展的最終目的。
    的頭像 發(fā)表于 11-12 10:27 ?1.2w次閱讀
    <b class='flag-5'>硅</b><b class='flag-5'>光電倍增管</b><b class='flag-5'>在</b>輻射探測領(lǐng)域應(yīng)用進展綜述

    ZL26-3022PD光電式傳感器有哪些元器件

    光電式傳感器的元器件主要包括光電轉(zhuǎn)換元件(如光電二極管、光敏電阻、光電三極光電池等)、輔助電
    的頭像 發(fā)表于 09-25 14:11 ?613次閱讀

    光電池板是由超導(dǎo)材料制成的嗎

    將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。 超導(dǎo)材料是一類特定條件下電阻為零的材料,其特性與光電池板的工作原理和構(gòu)成材料截然不同。光電池板作為太陽能電池的一
    的頭像 發(fā)表于 09-21 11:43 ?1007次閱讀

    光電池板是半導(dǎo)體還是超導(dǎo)體

    光電池板被制成非常薄的層,這些層被設(shè)計成能夠吸收太陽光并產(chǎn)生電流。 1.1 光吸收 當(dāng)太陽光照射到
    的頭像 發(fā)表于 09-21 11:34 ?1421次閱讀

    替代SiTime,國產(chǎn)差分光電轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用

    替代SiTime,國產(chǎn)差分光電轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用
    的頭像 發(fā)表于 09-11 09:55 ?607次閱讀
    替代SiTime,國產(chǎn)差分<b class='flag-5'>硅</b>振<b class='flag-5'>在</b><b class='flag-5'>光電</b>轉(zhuǎn)換器<b class='flag-5'>中</b>的應(yīng)用

    光電倍增管接一個電阻與直接接跨阻放大器之間有區(qū)別嗎?

    電阻(該電阻值可從50歐到50千歐可調(diào)),這樣我們就能用數(shù)據(jù)采集卡采集了。 另一種方案是光電倍增管電流信號輸出口連接一個跨阻放大器,這樣直接輸出電壓信號,也可以被數(shù)據(jù)卡采集。 我們就想咨詢一下,光電倍增管接一個電阻與直接接跨阻
    發(fā)表于 08-29 08:13

    光電倍增管醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

    醫(yī)學(xué)成像光電倍增管常用于熒光成像技術(shù),如熒光顯微鏡和熒光壽命成像(FLIM)。熒光成像技術(shù)通過激發(fā)生物樣本的熒光物質(zhì),觀察其發(fā)出的熒光信號來揭示生物結(jié)構(gòu)和功能信息。
    的頭像 發(fā)表于 08-09 17:22 ?1610次閱讀

    光電倍增管激光測距的應(yīng)用

    光電倍增管(Photomultiplier Tube, PMT)激光測距的應(yīng)用,雖然直接提及光電倍增管(PMT)的文獻可能不如多像素光子計數(shù)器(MPPC,亦稱
    的頭像 發(fā)表于 08-09 16:33 ?1124次閱讀

    光電倍增管的作用和特點

    光電倍增管作為一種高度靈敏的光電探測器,現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中發(fā)揮著重要作用。它基于外光電效應(yīng)、二次電子發(fā)射和電子光學(xué)理論,能夠?qū)⑽⑷醯墓庑盘栟D(zhuǎn)換成電信號,并具備一系列獨特的特點和廣泛的應(yīng)用
    的頭像 發(fā)表于 08-09 14:24 ?2731次閱讀

    如何搭建一個電流鏡電路,用于復(fù)制SiPM的電流?

    光電倍增管(Silicon photomultiplier,簡稱SiPM)是一種高增益的光電轉(zhuǎn)換器件。我的電路,共有16路SiP
    發(fā)表于 08-02 07:38

    OPA3S2859-EP輸出信號直接4.1V,示波器測不到輸出信號是怎么回事?

    接上光電倍增管,OUT_A引腳的電壓就是4.1V,像是直接就飽和了,不接光電倍增管的時候,OUT_A引腳處電壓有0.97V左右,這種情況怎么解決。下面附上我的電路圖
    發(fā)表于 08-01 08:04