GPD-GEM有效增益研究及其优化

偏振测量X射线聚焦望远镜阵列(PFA)属于增强型X射线时变与偏振空间天文台(eXTP)有效载荷之一,其位于焦平面的气体像素探测器(GPD)用于测量处于极端条件下天体辐射的软X射线偏振度等物理参数.GPD采用单层气体电子倍增器(GEM)作为气体放大级,有效面积为(15.5×15.5)mm2,孔型为双锥形结构,相邻孔间间距为50μm,孔外直径为30μm,锥角约为10°;该GEM孔采用非聚焦激光辐照技术制作成型,生产时由于激光非均匀性以及辐照区域重叠,将引起不同孔的锥角出现差异,造成孔间增益不均匀.基于GPD基线设计参数,通过构建GPD-GEM模拟框架,验证了模拟的有效增益和文献测试结果的一致性;在相同工作电压下,0° ～10°范围内不同锥角对应的GPD-GEM有效增益基本呈线性关系.该结果表明GPD-GEM孔型最优为圆柱形结构,为其生产工艺提供了优化方向.