[发明专利]一种用于空间中性原子成分分析仪器的抗干扰方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于空间中性原子成分分析仪器的抗干扰方法及系统，该空间中性原子成分分析仪器包括飞行时间测量模块和MCP探测器，所述方法包括：接收进入空间中性原子成分分析仪器的待测粒子；基于飞行时间阈值限制，从待测粒子中甄别出高能带电粒子；基于MCP脉冲高度阈值限制，从待测粒子中甄别出单个紫外光子或单个极紫外光子；基于符合二次电子的位置对应关系以及飞行时间的约束条件，从待测粒子中甄别出多个同时进入的紫外光子和或极紫外光子；从而得到待测的中性原子。采用本发明方法，空间中性原子成分分析仪器可以在空间中性原子通量很小，干扰源通量很大的情况下测量到中性原子事件。

技术领域

本发明涉及空间探测技术领域，尤其涉及能量范围在数百eV到数百KeV的中性原子成像装置以及具有飞行时间测量结构的用于中性原子成分分析的仪器，具体涉及一种用于空间中性原子成分分析仪器的抗干扰方法及系统。

背景技术

中性原子成分分析仪器包括飞行时间测量模块和MCP探测器。飞行时间测量模块用于测量粒子的飞行时间；MCP是一种具有二维位置分辨能力的电子倍增器件，通过使用MCP探测器来测量中性原子穿过碳膜的二次电子，对其进行定时定位。但是空间中另外两种主要的粒子：带电粒子以及紫外、极紫外光子，同样会被MCP探测器捕捉到，这些背景源产生的信号会被系统认为是二次电子，因此会使仪器错误分析中性原子成分。目前在入口处添加偏转板，在偏转板上加高压使带电粒子偏转，使其无法沿直线射入仪器内部来排除带电粒子的影响，但是这个电压有一个上限，超过电压所能偏转的最大能量带电粒子会射入仪器内部。

目前的中性原子成分分析仪器均是是在入口碳膜处添加透射光栅或加大碳膜厚度来过滤紫外光子的影响，但是较厚的碳膜会对低能量中性原子也产生阻碍作用，从而缩小仪器探测能量范围，还会增大粒子的角度散射。透射光栅会影响仪器灵敏度，影响时间分辨率和信号噪声比。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提出了一种用于空间中性原子成分分析仪器的抗干扰方法及系统，不依赖于较厚碳膜和透射光栅来排除空间中的高能带电粒子以及紫外、极紫外光子对仪器的影响。

为了实现上述目的，本发明提出了一种用于空间中性原子成分分析仪器的抗干扰方法，该空间中性原子成分分析仪器包括飞行时间测量模块和MCP探测器，所述方法包括：

接收进入空间中性原子成分分析仪器的待测粒子；

基于飞行时间阈值限制，从待测粒子中甄别出高能带电粒子；

基于MCP脉冲高度阈值限制，从待测粒子中甄别出单个紫外光子或单个极紫外光子；

基于符合二次电子的位置对应关系以及飞行时间的约束条件，从待测粒子中甄别出多个同时进入的紫外光子和或极紫外光子；从而得到待测的中性原子。

作为上述方法的一种改进，所述基于飞行时间阈值限制，从待测粒子中甄别出高能带电粒子；具体为：

读取空间中性原子成分分析仪器的飞行时间测量模块测量得到的待测粒子飞行时间；

将预先测量好的所述空间中性原子成分分析仪器最大量程对应的中性原子的飞行时间作为时间阈值；

将待测粒子飞行时间与时间阈值进行比较，如果待测粒子飞行时间小于时间阈值，则该待测粒子为高能带电粒子。

作为上述方法的一种改进，所述待测粒子飞行时间的测量过程为：

由所述空间中性原子成分分析仪器的飞行时间测量模块分别测量待测粒子在空间中性原子成分分析仪器内的起始位置和终止位置的对应时刻，由此计算得到待测粒子飞行时间。

作为上述方法的一种改进，所述基于MCP脉冲高度阈值限制，从待测粒子中甄别出单个紫外光子或单个极紫外光子；具体包括：

读取待测粒子发射到空间中性原子成分分析仪器的MCP探测器上的脉冲高度；