北玻院溴化鑭晶體器件助力中科院GECAM雙星計劃
來源：一輕院 時間：2019-01-16
近期，北京玻璃研究院中標中國科學院高能物理研究所溴化鑭晶體封裝件采購項目。按照項目要求，北京玻璃研究院將為中國科學院高能物理研究所訂制大尺寸溴化鑭晶體（76×15mm）封裝件80套。
據(jù)悉，北京玻璃研究院本次訂制的大尺寸溴化鑭晶體封裝件將被應用于中國科學院引力波暴高能電磁對應體全天監(jiān)測器項目（簡稱GECAM）。
GECAM項目示意圖
GECAM系中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項“空間科技（二期）”空間探測項目，由中科院高能物理研究所牽頭承擔和實施，計劃2020年發(fā)射運行，將是空間先導二期最早發(fā)射的衛(wèi)星。為了兼顧2020年發(fā)射的機遇窗口以及項目的先進性，GECAM項目以成熟技術(shù)為主，同時采用自主創(chuàng)新的探測器技術(shù)以及新穎的準實時天地通訊手段，其發(fā)射運行將使我國在引力波以及電磁對應體探測研究領(lǐng)域快速占據(jù)重要的一席之地。
引力波電磁對應體示意圖
GECAM包含兩顆微小衛(wèi)星，運行于600公里高度的低地球軌道，每顆衛(wèi)星搭載多個探測器監(jiān)測除地球遮擋之外的全部天區(qū)，軌道面相同、軌道相位相反（即兩顆衛(wèi)星總是位于地球的兩側(cè)），以保證兩顆衛(wèi)星可聯(lián)合檢測全部天區(qū)，形成捕捉引力波伽瑪暴的天網(wǎng)。
溴化鑭晶體封裝器件系列產(chǎn)品
溴化鑭晶體（LaBr3）作為GECAM主探測器的探測材料，閃爍性能優(yōu)異但易潮解，使用時需要進行嚴苛的密封封裝。針對GECAM雙星計劃的引力波低能X射線探測要求，大尺寸溴化鑭晶體LaBr3晶體封裝件的封裝材料、入射窗口、封裝結(jié)構(gòu)、封裝工藝等需同時滿足航天的力學、熱真空、輻照等特殊空間環(huán)境條件，在國內(nèi)尚無先例的情況下，北京玻璃研究院積極組織專家討論溝通并確定溴化鑭晶體航天標準封裝方案。經(jīng)過百余次的反復試驗摸索，北京玻璃研究院的溴化鑭晶體封裝件樣品順利通過了耐熱真空、熱循環(huán)、抗震性能和沖擊性等多項航天測試鑒定。
溴化鑭晶體航天標準封裝件技術(shù)突破，國內(nèi)外文獻鮮有報道，因此，北京玻璃研究院在吸濕性閃爍晶體封裝技術(shù)發(fā)展道路上邁出了重要一步，具有里程碑式的意義，也為北京玻璃研究院中標中國科學院高能物理研究所溴化鑭晶體封裝件采購項目、成功助力中國科學院GECAM雙星計劃奠定了堅實基礎(chǔ)。
引力波知識科普：
引力波是彎曲時空中的漣漪，是現(xiàn)代物理理論基石之一的廣義相對論的預言，是檢驗自然規(guī)律、洞察宇宙的重要手段。近年來，引力波相關(guān)研究取得了一系列突破性進展。2015年激光干涉引力波天文臺（LIGO）首次發(fā)現(xiàn)引力波。2017年LIGO和Virgo（室女座引力波天文臺）以及全球幾十臺望遠鏡首次發(fā)現(xiàn)引力波及其電磁對應體。這兩次發(fā)現(xiàn)是人類觀測和認識宇宙的革命，標志著人類進入了“多信使引力波天文學”的新時代。
引力波的發(fā)現(xiàn)獲得了2017年度諾貝爾物理學獎。引力波及其電磁對應體是當前及今后很長時期內(nèi)物理學和天文學的研究前沿，將產(chǎn)生一系列重大科學突破。2020年地面引力波探測器將達到設(shè)計靈敏度，預期發(fā)現(xiàn)大量的引力波事件，屆時將是探測研究引力波電磁對應體的重要機遇窗口。然而，現(xiàn)有的探測引力波高能電磁對應體（主要是X射線和伽馬射線，簡稱引力波伽馬暴）的空間望遠鏡綜合性能不足，容易錯失寶貴的發(fā)現(xiàn)機會。
為了抓住引力波研究的重大機遇，中國科學院高能物理研究所于2016年提出GECAM項目，它具有全時全天視場、高靈敏度、良好的定位精度和寬能段覆蓋的綜合優(yōu)勢，同時具備在軌觸發(fā)定位以及準實時下傳觸發(fā)信息的能力，可及時引導空間和地面望遠鏡的后隨觀測，其對引力波伽馬暴的綜合探測性能全面超過現(xiàn)有的或?qū)脮r將運行的觀測設(shè)備。
文獻參考：
GECAM雙星計劃：捕捉引力波高能輻射的天網(wǎng)http://www.ihep.cas.cn/kxcb/kpwz/201807/t20180705_5037624.html
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