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太阳高能现象一直是太阳研究领域的热点,而对太阳高能现象的观测可分为成像观测和谱观测,他们提供了揭示耀斑能量释放之谜的线索。
对太阳硬X射线Gamma射线成像,可以使用直接成像技术,编码孔径技术,傅立叶变换技术。傅立叶变换技术由于其高灵敏度高可靠性的特点脱颖而出,它又有多种实现方式,其中空间调制准直器,旋转调制准直器是目前广泛使用的硬件配置,将重点讨论。从1980年第一张硬X射线图像到今天几Mev的光子图像,从8”空间分辨率到2.3”,太阳高能成像已经取得了长足的发展。Yohkoh/HXT,RHESSI是星载太阳高能望远镜的成功范例,也分别是空间调制技术,时间调制技术的典型代表,将详细描述。但是时间分辨率和空间分辨率始终是一对矛盾,要根据科学目标,观测对象,卫星要求等,做出权衡,选择合适的硬件配制和调制方式。
谱观测给出硬X射线Gamma射线能谱的详细特征,从而给出了电子离子加速性质的线索。对太阳的高能谱观测曾使用过NaI闪烁探测器,BGO闪烁探测器,高纯锗半导体探测器。高能爆谱仪HEBS(High Energy Burst Spectrometer)是中法合作太阳爆发探测小卫星SMESE(SMall Explorer for Solar Eruptions)上观测硬X射线Gamma射线能谱的有效载荷。SMESE将目标锁定在下一个太阳活动峰年(2010~2014年),星上5个有效载荷探测仪构成一个有机整体,通过X射线,Gamma射线,远红外,紫外,和远紫外等不同的波段组合,来观测太阳爆发期间太阳光球,色球,过度区,日冕的结构与动力学性质,并探索小尺度局地爆发(耀斑)与大尺度整体爆发(CME)的关系,在深入研究太阳上两类最剧烈爆发现象物理过程的同时,也期望对空间天气预报作出贡献。HEBS的科学目标是研究耀斑和CMEs的能量释放,粒子加速,以及耀斑和CMEs之间的关系。HEBS探测器使用三个7.6cm×7.6cmLaBr3晶体,能量分辨率优于3.0%@662kev,观测能量范围为10kev~600Mev,同时HEBS使用塑料闪烁体反符合探测器有效抑制本底。