王祖軍，薛院院，王 迪，焦仟麗，劉臥龍，楊 業(yè)，趙銘彤，王忠明，陳 偉

(1. 強(qiáng)脈沖輻射環(huán)境模擬與效應(yīng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安710024；2. 西北核技術(shù)研究所，西安710024；3. 湘潭大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，湘潭411105)

電荷耦合器件(charge coupled device，CCD)是一種利用光電效應(yīng)產(chǎn)生信號(hào)電荷、通過MOS結(jié)構(gòu)的電容陣列耦合實(shí)現(xiàn)信號(hào)電荷的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)移、通過器件的輸出結(jié)構(gòu)輸出電信號(hào)實(shí)現(xiàn)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換的器件。因?yàn)镃CD具有體積小、重量輕、功耗低、量子效率高、動(dòng)態(tài)范圍大和分辨率高等優(yōu)良性能，可為監(jiān)視、探測(cè)、遙感等應(yīng)用提供高清晰度和高分辨率的實(shí)時(shí)圖像信號(hào)，所以CCD廣泛應(yīng)用于成像和探測(cè)系統(tǒng)中。然而，當(dāng)CCD應(yīng)用于空間輻射環(huán)境或核輻射環(huán)境中時(shí)，由于受輻照損傷的影響，CCD及相關(guān)系統(tǒng)性能將會(huì)出現(xiàn)退化，嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)霈F(xiàn)功能失效現(xiàn)象。CCD的輻照損傷效應(yīng)主要包括電離總劑量效應(yīng)、位移效應(yīng)及單粒子效應(yīng)[1-4]。

在空間輻射環(huán)境中，CCD的輻照損傷主要由空間質(zhì)子引起，CCD的質(zhì)子輻照損傷效應(yīng)一直是CCD輻照效應(yīng)研究的熱點(diǎn)問題之一。鑒于空間質(zhì)子的能譜分布范圍較廣，在工程應(yīng)用中開展電子元器件的質(zhì)子輻照效應(yīng)評(píng)估及比較不同能量質(zhì)子誘發(fā)的位移損傷時(shí)，常用非電離能量損失(nonionizing energy loss, NIEL)的概念，并用10 MeV質(zhì)子等效注量進(jìn)行位移損傷等效[1,5-6]。由于受加速器質(zhì)子源條件的限制，我國(guó)用于電子元器件質(zhì)子輻照效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的質(zhì)子能量大多在10 MeV以下[7-10]。如，于慶奎等開展了TDI型CCD的10 MeV質(zhì)子輻照實(shí)驗(yàn)研究[7]；王祖軍等開展了線陣CCD的2，5，10 MeV質(zhì)子輻照實(shí)驗(yàn)研究，分析了質(zhì)子輻照線陣CCD誘發(fā)性能退化的實(shí)驗(yàn)規(guī)律和損傷機(jī)理[8-9]；文林等開展了64×64像元面陣CCD的3 MeV和10 MeV質(zhì)子輻照實(shí)驗(yàn)研究，分析了質(zhì)子輻照面陣CCD誘發(fā)位移損傷引起光譜響應(yīng)的退化規(guī)律[10]。在CCD質(zhì)子輻照效應(yīng)研究方面，盡管國(guó)內(nèi)外均開展了大量的輻照實(shí)驗(yàn)，但中、高能質(zhì)子輻照CCD的研究報(bào)道相對(duì)較少，特別是質(zhì)子能量高于200 MeV的CCD輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果鮮有報(bào)道。此外，在CCD高能質(zhì)子輻照損傷效應(yīng)的仿真模擬及高能質(zhì)子輻照誘發(fā)CCD微觀缺陷測(cè)試等方面，國(guó)內(nèi)外的研究報(bào)道也相對(duì)較少，這些研究需要有大量的CCD高能質(zhì)子輻照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為支撐。由于200 MeV質(zhì)子的穿透能力強(qiáng)，當(dāng)開展CCD成像系統(tǒng)的空間輻射損傷效應(yīng)考核時(shí)，200 MeV質(zhì)子能穿透CCD成像系統(tǒng)的屏蔽防護(hù)層、光學(xué)鏡頭及芯片封裝層等結(jié)構(gòu)，所以，200 MeV質(zhì)子可用于CCD成像載荷系統(tǒng)在空間輻射環(huán)境中遭受高能質(zhì)子輻照損傷的地面模擬。

由于通過NIEL建立電子元器件不同能量質(zhì)子位移損傷等效關(guān)系及校驗(yàn)等效系數(shù)時(shí)，均需要有一定數(shù)量的不同能量質(zhì)子輻照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為參考，近年來，王祖軍等在中國(guó)原子能科學(xué)研究院回旋質(zhì)子加速器上開展了1 024×1 024像元面陣CCD的30, 60, 90, 100 MeV質(zhì)子輻照實(shí)驗(yàn)研究，初步得到了CCD不同能量質(zhì)子輻照損傷的實(shí)驗(yàn)規(guī)律[11]。2020年6月，西安200 MeV質(zhì)子應(yīng)用裝置(Xi’an 200 MeV Proton Application Facility, XiPAF)的質(zhì)子束流能量達(dá)到200 MeV，這是我國(guó)適于開展輻照效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的加速器質(zhì)子束流能量首次達(dá)到200 MeV，為開展電子元器件高能質(zhì)子輻照實(shí)驗(yàn)提供了輻照模擬源條件。本文主要介紹在XiPAF上首次開展的200 MeV質(zhì)子輻照CCD的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)CCD的暗信號(hào)、暗電流密度、隨機(jī)噪聲、暗信號(hào)不均勻性、暗信號(hào)尖峰及其分布等暗場(chǎng)特性參數(shù)和飽和輸出、動(dòng)態(tài)范圍、電荷轉(zhuǎn)移效率等明場(chǎng)特性參數(shù)退化的實(shí)驗(yàn)規(guī)律和損傷機(jī)理進(jìn)行深入分析。

1實(shí)驗(yàn)條件與樣品

CCD的質(zhì)子輻照實(shí)驗(yàn)在XiPAF上開展。本次實(shí)驗(yàn)的質(zhì)子能量為200 MeV，質(zhì)子輻照注量率約為4.0×106cm-2·s-1，質(zhì)子輻照注量為1×1010cm-2。輻照過程中，CCD處于管腳懸空狀態(tài)。輻照及測(cè)試在室溫(約25 ℃)下進(jìn)行。圖1為在XiPAF上開展CCD質(zhì)子輻照實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)圖。CCD輻射敏感參數(shù)測(cè)試在基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)EMVA1288[12]的光電成像器件輻射效應(yīng)測(cè)試平臺(tái)上進(jìn)行，測(cè)試系統(tǒng)如圖2所示[13]。輻照前后分別進(jìn)行了CCD輻射敏感參數(shù)測(cè)試，輻照后還進(jìn)行了常溫退火測(cè)試，退火時(shí)間分別為24 h和168 h。

(b)Setup of the high energy proton beam irradiation圖1西安200 MeV質(zhì)子應(yīng)用裝置質(zhì)子輻照CCD的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)圖Fig.1Experimental setup for the CCD irradiatedby 200 MeV protons at XiPAF

(a)CCD radiation parameter test system

(b)CCD measurement setup in dark box圖2CCD輻射敏感參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)[13]Fig.2CCD radiation parameter test system[13]

輻照樣品為索尼公司生產(chǎn)的面陣CCD，型號(hào)為ICX285AL。該CCD是一種新型高分辨率科學(xué)級(jí)CCD圖像傳感器，采用了逐行掃描輸出技術(shù)，像元尺寸為6.45 μm×6.45 μm，全分辨率為1 392×1 040，具有100%填充效率，輸出最高幀頻可達(dá)60 s-1，且具有暗信號(hào)低、分辨率高和抗暈等優(yōu)良特性，在我國(guó)成像系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1暗場(chǎng)特性參數(shù)

CCD，CMOS圖像傳感器及紅外焦平面等光電成像器件輻照損傷的典型特征是輻照誘發(fā)暗場(chǎng)特性參數(shù)的退化。CCD在既無光注入又無其他方式注入信號(hào)電荷的情況下輸出的信號(hào)稱為CCD的暗信號(hào)。在基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)EMVA1288的光電成像器件輻射效應(yīng)測(cè)試平臺(tái)上測(cè)試的暗信號(hào)，為暗場(chǎng)圖像的灰度值(Gd)。通常，CCD受到質(zhì)子輻照損傷后，暗場(chǎng)特性參數(shù)將發(fā)生退化。圖3給出了200 MeV質(zhì)子輻照前后CCD像元陣列中暗信號(hào)的分布情況。

(a)Before irradiation

(b)After irradiation(Фp=1×1010 cm-2)圖3200 MeV質(zhì)子輻照前后CCD像元陣列中暗信號(hào)的分布情況Fig.3The dark signal distributions of CCD array pixelsbefore and after 200 MeV proton irradiation at XiPAF

由圖3可見，輻照前，CCD像元陣列中沒有出現(xiàn)暗信號(hào)尖峰，而200 MeV質(zhì)子輻照后，CCD像元陣列中出現(xiàn)大量的暗信號(hào)尖峰。輻照誘發(fā)CCD產(chǎn)生的暗信號(hào)尖峰是指因輻照損傷在CCD的單個(gè)像元中沉積了大量能量，從而導(dǎo)致該像元的暗信號(hào)幅值增大，超過平均暗信號(hào)幅值3倍以上，在圖像上呈現(xiàn)白斑或亮點(diǎn)。根據(jù)CCD的60Co γ射線輻照和中子輻照實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以推斷，圖3(b)中的暗信號(hào)尖峰主要是質(zhì)子位移損傷誘發(fā)產(chǎn)生的。這是因?yàn)棣蒙渚€輻照CCD主要產(chǎn)生電離總劑量損傷效應(yīng)[8,14-15]，位移損傷效應(yīng)很小，幾乎可忽略，γ射線輻照CCD后幾乎沒有暗信號(hào)尖峰產(chǎn)生。中子輻照CCD主要產(chǎn)生位移損傷效應(yīng)[8,16-17]，電離總劑量損傷效應(yīng)很小，幾乎可以忽略，中子輻照CCD后會(huì)誘發(fā)大量的暗信號(hào)尖峰產(chǎn)生。輻照損傷誘發(fā)產(chǎn)生CCD暗信號(hào)尖峰是CCD位移損傷的特征現(xiàn)象，也是區(qū)別CCD電離損傷和位移損傷的典型特征。從圖3(b)還可看出，200 MeV質(zhì)子輻照后，CCD像元陣列中暗信號(hào)增大主要是以暗信號(hào)尖峰形式呈現(xiàn)的，像元陣列中暗信號(hào)增大程度的差異非常大，即暗信號(hào)不均勻性(DSNU)很大；而γ射線輻照誘發(fā)CCD的暗信號(hào)增大主要是以各像元陣列中暗信號(hào)均勻增大為主，各像元暗信號(hào)增大程度的差異較小。本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，CCD受200 MeV質(zhì)子輻照后，暗信號(hào)、暗信號(hào)尖峰、DSNU等暗場(chǎng)特性參數(shù)均出現(xiàn)顯著退化。

圖4給出了200 MeV質(zhì)子輻照前后，CCD的像元數(shù)隨像元陣列中暗信號(hào)幅值的分布。

圖4200 MeV質(zhì)子輻照前后CCD的像元數(shù)隨像元陣列中暗信號(hào)幅值的分布Fig.4The distributions of the count of pixel vs. the darksignal in the CCD array pixels before and after200 MeV proton irradiation at XiPAF

由圖4可見，輻照前，暗信號(hào)的幅值很小，200 MeV質(zhì)子的輻照注量為1×1010cm-2時(shí)，暗信號(hào)的幅值顯著增大。輻照后， CCD的像元數(shù)隨像元陣列中暗信號(hào)幅值的分布曲線存在明顯的拖尾，拖尾部分表征了CCD像元陣列中含有暗信號(hào)尖峰的像元數(shù)。質(zhì)子輻照CCD誘發(fā)的暗信號(hào)在退火24 h和168 h后，均出現(xiàn)一定程度的減小，但仍然遠(yuǎn)高于輻照前的暗信號(hào)，這表明CCD的質(zhì)子輻照損傷是破壞性損傷。圖5給出了200 MeV質(zhì)子輻照前后，CCD像元陣列中不同暗信號(hào)幅值對(duì)應(yīng)的像元數(shù)統(tǒng)計(jì)分布情況。由圖5可見，與輻照前相比，200 MeV質(zhì)子輻照后，CCD像元陣列中不同暗信號(hào)幅值對(duì)應(yīng)的像元數(shù)顯著增大，退火后不同暗信號(hào)幅值對(duì)應(yīng)的像元數(shù)略有減小。

圖5200 MeV質(zhì)子輻照前后CCD像元陣列中不同暗信號(hào)幅值對(duì)應(yīng)的像元數(shù)統(tǒng)計(jì)分布Fig.5The statistic distribution of the count of pixel vs.the dark signal in the CCD array pixels before andafter 200 MeV proton irradiation

在無光照條件下，CCD的平均暗信號(hào)會(huì)隨積分時(shí)間線性增加。參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)EMVA1288，暗電流的計(jì)算公式為[12]

Qd=Qd0+Idti

(1)

其中，Id為暗電流；ti為積分時(shí)間；Qd0為積分時(shí)間為0及無光照條件下的平均暗信號(hào)；Qd為積分時(shí)間為ti及在無光照條件下的平均暗信號(hào)。本文的平均暗信號(hào)為暗場(chǎng)圖像的平均灰度值(Gd,ave)。

質(zhì)子輻照CCD誘發(fā)的電離損傷會(huì)導(dǎo)致CCD表面暗信號(hào)增大，質(zhì)子輻照CCD誘發(fā)的位移損傷會(huì)導(dǎo)致CCD體暗信號(hào)增大。圖6給出了200 MeV質(zhì)子輻照前后，CCD像元陣列中平均暗信號(hào)隨積分時(shí)間的變化關(guān)系。由圖6可見，200 MeV質(zhì)子輻照注量為1×1010cm-2時(shí)，CCD像元陣列中的平均暗信號(hào)比輻照前顯著增大，且隨積分時(shí)間增大而線性增大，符合式(1)關(guān)系。輻照后的退火測(cè)試結(jié)果表明，質(zhì)子輻照后的平均暗信號(hào)在積分時(shí)間較大時(shí)，退火效果更加明顯。圖7為200 MeV質(zhì)子輻照CCD誘發(fā)的暗電流密度增大及輻照后的退火測(cè)試曲線。由圖7可見，200 MeV質(zhì)子輻照注量為1×1010cm-2時(shí)，CCD像元陣列中的暗電流密度比輻照前顯著增大。輻照后的退火測(cè)試結(jié)果表明，CCD的暗電流密度出現(xiàn)一定程度的恢復(fù)，但并沒有恢復(fù)到輻照前的水平。

圖6200 MeV質(zhì)子輻照前后CCD的平均暗信號(hào)隨積分時(shí)間的變化關(guān)系Fig.6The mean dark signal of the CCD array pixels vs. integration time before and after 200 MeV proton irradiation

圖7200 MeV質(zhì)子輻照CCD誘發(fā)的暗電流密度增大及輻照后的退火測(cè)試曲線Fig.7200 MeV proton irradiaton induced the darkcurrent density increase and the annealing test curve after irradiation

質(zhì)子輻照CCD誘發(fā)的位移損傷會(huì)導(dǎo)致CCD的DSNU增大。DSNU為暗場(chǎng)圖像各像元中灰度值的不均勻性(GDSNU)。圖8為200 MeV質(zhì)子輻照CCD誘發(fā)的DSNU增大及輻照后的退火測(cè)試曲線。由圖8可見，200 MeV質(zhì)子輻照注量為1×1010cm-2時(shí)，CCD像元陣列中的DSNU比輻照前顯著增大。質(zhì)子輻照誘發(fā)CCD的DSNU增大，主要源于CCD的不同像元中暗信號(hào)的差異。由圖3(a)可見，輻照前，不同像元中暗信號(hào)幅值的差異很??；輻照后，由于暗信號(hào)尖峰的產(chǎn)生，導(dǎo)致CCD的不同像元中暗信號(hào)幅值的差異很大。退火后，CCD像元陣列中暗信號(hào)幅值出現(xiàn)一定程度的減小，這主要是由于質(zhì)子輻照誘發(fā)的體缺陷在退火過程中經(jīng)過一系列的動(dòng)態(tài)演化過程后，一部分晶格中因輻照引起移位的原子重新回到輻照前的晶格位置，從而減少了體缺陷密度。

(a) XiPAF

CCD的隨機(jī)噪聲是指在無光照條件下，CCD像元陣列中各有效像元輸出信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。本文中隨機(jī)噪聲為暗場(chǎng)圖像中各像元輸出灰度值的標(biāo)準(zhǔn)偏差(σn,dark)。圖9為200 MeV質(zhì)子輻照CCD誘發(fā)的隨機(jī)噪聲增大及輻照后的退火測(cè)試曲線。由圖9可見，CCD的隨機(jī)噪聲在輻照后顯著增大，這是由于質(zhì)子輻照后，CCD各有效像元陣列中的輸出信號(hào)明顯增大，且由于質(zhì)子誘發(fā)產(chǎn)生暗信號(hào)尖峰導(dǎo)致各有效像元中輸出信號(hào)的差異也很大，從而導(dǎo)致隨機(jī)噪聲增大。輻照后的退火過程中，隨機(jī)噪聲出現(xiàn)一定程度的減小，但遠(yuǎn)未恢復(fù)到輻照前的水平。

圖9200 MeV質(zhì)子輻照CCD誘發(fā)的隨機(jī)噪聲增大及輻照后的退火測(cè)試曲線Fig.9200 MeV proton irradiaton induced the random noise increase and the annealingtest curve after irradiation

2.2明場(chǎng)特性參數(shù)

CCD受到質(zhì)子輻照損傷后，不僅暗場(chǎng)特性參數(shù)發(fā)生了顯著退化，而且明場(chǎng)特性參數(shù)也出現(xiàn)了一定程度的退化。CCD處于飽和曝光量時(shí)的輸出稱為飽和輸出。飽和輸出是CCD可以產(chǎn)生的最大輸出信號(hào)。本文測(cè)試的飽和輸出為光照條件下輸出圖像的最大灰度值(Gs)。當(dāng)CCD達(dá)到飽和輸出時(shí)，盡管入射光強(qiáng)增加，但輸出信號(hào)并不增加。圖10為200 MeV質(zhì)子輻照CCD誘發(fā)的飽和輸出減小及輻照后的退火測(cè)試曲線。由圖10可見，200 MeV質(zhì)子輻照后，CCD的飽和輸出略有減小，這是由于質(zhì)子輻照后，CCD的輸出電路單元受到輻照損傷的影響導(dǎo)致輸出增益下降。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明，輻照前該CCD的輸出增益為5.40，輻照后降為5.33。與輻照前相比，飽和輸出在200 MeV質(zhì)子輻照注量為1×1010cm-2時(shí)略有減小，在輻照后的退火測(cè)試中略有恢復(fù)。

圖10200 MeV質(zhì)子輻照CCD誘發(fā)的飽和輸出減小及輻照后的退火測(cè)試曲線Fig.10200 MeV proton irradiaton induced the satuation output decrease and the annealingtest curve after irradiation

CCD的動(dòng)態(tài)范圍(DR)是指飽和曝光量時(shí)的輸出信號(hào)與暗場(chǎng)環(huán)境下隨機(jī)噪聲的比值。DR可以表征CCD輸出信號(hào)隨輸入曝光量線性變化的范圍。參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)EMVA1288，DR的計(jì)算公式為[12]

(2)

其中，RDR為動(dòng)態(tài)范圍；Qs為飽和輸出信號(hào)；σn,dark為暗場(chǎng)環(huán)境下的隨機(jī)噪聲。

質(zhì)子輻照損傷會(huì)誘發(fā)CCD的DR減小，從而影響CCD的成像質(zhì)量。圖11為200 MeV質(zhì)子輻照CCD誘發(fā)的DR減小及輻照后的退火測(cè)試曲線。由圖11可見，200 MeV質(zhì)子輻照后，CCD的DR出現(xiàn)明顯減小，這是由于質(zhì)子輻照后CCD的飽和輸出減小，而暗場(chǎng)環(huán)境下的隨機(jī)噪聲增大。退火后，DR出現(xiàn)較小幅度的增大，這是因?yàn)轱柡洼敵龊桶祱?chǎng)環(huán)境下的隨機(jī)噪聲退火恢復(fù)程度均很小。

圖11200 MeV質(zhì)子輻照CCD誘發(fā)的DR減小及輻照后的退火測(cè)試曲線Fig.11200 MeV proton irradiaton inducedthe dynamic range decrease and the annealingtest curve after irradiation

質(zhì)子輻照還會(huì)導(dǎo)致CCD的電荷轉(zhuǎn)移效率(charge transition efficiency, CTE)降低。CCD的信號(hào)電荷從一個(gè)勢(shì)阱轉(zhuǎn)移到相鄰一個(gè)勢(shì)阱時(shí)，信號(hào)電荷存在一定的損失，轉(zhuǎn)移后的信號(hào)電荷與轉(zhuǎn)移前的信號(hào)電荷之比稱為CTE，記為ηCTE。輻照前CCD的CTE通常為99.99%～99.999 9%。為更好地比較輻照前后CTE的變化，通常使用電荷轉(zhuǎn)移損失率(charge transition in-efficiency, CTI)進(jìn)行比較。CTI記為ηCTI，ηCTI=1-ηCTE。本次實(shí)驗(yàn)中采用擴(kuò)展像素邊界響應(yīng)(EPER)法測(cè)量輻照前后CCD的ηCTI。結(jié)果表明，在飽和光照條件下，輻照前測(cè)試的ηCTI為(4.75±0.04)×10-5，在注量為1×1010cm-2的200 MeV質(zhì)子輻照后，ηCTI為(6.06±0.02)×10-5。在半飽和光照條件下，輻照前測(cè)試的ηCTI為(7.88±0.11)×10-5，在注量為1×1010cm-2的200 MeV質(zhì)子輻照后，ηCTI為(11.64±0.03)×10-5。質(zhì)子輻照CCD誘發(fā)CTE降低(CTI增大)主要源于信號(hào)電荷在CCD的轉(zhuǎn)移溝道中被質(zhì)子輻照誘發(fā)的體缺陷俘獲部分信號(hào)電荷，導(dǎo)致信號(hào)電荷轉(zhuǎn)移損失[18]。

3結(jié)論

本文通過在XiPAF上首次開展200 MeV質(zhì)子輻照CCD實(shí)驗(yàn)，得到了200 MeV質(zhì)子輻照誘發(fā)CCD性能退化的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。結(jié)果表明，當(dāng)質(zhì)子輻照注量為1×1010cm-2時(shí)，CCD的暗信號(hào)、暗電流、DSNU、隨機(jī)噪聲、暗信號(hào)尖峰及其分布等暗場(chǎng)特性參數(shù)退化顯著，退火后暗場(chǎng)特性參數(shù)出現(xiàn)明顯恢復(fù)，但遠(yuǎn)未恢復(fù)到輻照前的水平；與暗場(chǎng)特性參數(shù)相比，CCD的飽和輸出、動(dòng)態(tài)范圍、CTE(或CTI)等明場(chǎng)特性參數(shù)的退化程度相對(duì)較小，退火后略有恢復(fù)。本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為開展CCD不同能量質(zhì)子位移損傷等效及空間輻射損傷效應(yīng)預(yù)估，提供了高能質(zhì)子輻照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)參考。

下一步工作擬在XiPAF上系統(tǒng)開展不同能量質(zhì)子對(duì)不同類型和結(jié)構(gòu)的光電成像器件的輻照實(shí)驗(yàn)，質(zhì)子能量范圍將涵蓋10，30，60，80，100，150，200 MeV，為光電成像器件及相關(guān)系統(tǒng)的不同能量質(zhì)子位移損傷等效研究積累基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并深入研究其效應(yīng)規(guī)律和損傷機(jī)理。