和先进的红外探测器工艺相结合，带来了科学能力的巨大进步。它将为以下四个科学任务做出重要贡献：

  (NIRCam)拍的一张照片。确切来说，这只是一张马赛克拼图的中间部分。上面一共18个亮点，每个亮点都是北斗七星附近的同一颗恒星。因为韦布的主镜由18块正六边形镜片拼接而成，之前为了可以塞进火箭狭窄的“货舱”发射升空，韦布连主镜片都折叠了起来，直到不久前才完全展开。但这些主镜片还没有对齐，于是便有了首张照片上那18个看似随机分布散斑亮点。对于韦布团队的工程师而言，这张照片可以指导他们接下来对每一块主镜片作精细调整，直到这18个亮点合而为一，聚成一个清晰的恒星影像为止。想看韦布拍摄的清晰版太空美图，我们还需要再耐心等几个月才行。小编觉得，大概到今年夏天，就差不多了吧。=============================================================================

  如果把韦布网球场般大小的主反射镜，比作人类窥探宇宙的“红外之眼”的晶状体的话，韦布携带的中红外仪器，可以说就是这颗“红外之眼”的视网膜了。今天，小编要带大家探索的，就是韦布得以超越哈勃望远镜的核心设备——中红外仪器(MIRI

  NASA如图2所示，韦布望远镜的主、副镜片经过精细调整和校准后，收集来自遥远太空的星光，并将其导引至集成科学仪器模组(ISIM)做多元化的分析。ISIM

  (FGS-NIRISS)其中，最引人注目的，便是韦布望远镜的中红外仪器(MIRI

  它灵敏的探测器将使其能清楚看到遥远的星系，新形成的恒星，以及柯伊伯带中的彗星及其他物体的微弱的红移光。

  的红外相机，将提供宽视场、宽谱带的成像，它将继承哈勃望远镜举世瞩目的成就，继续在红外波段拍摄令人惊叹的天文摄影。

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  将四种主要仪器和众多子系统集成到一个有效载荷ISIM中是一项艰巨的工作。

  (也是一种热量辐射)。ISIM和光学望远镜(OTE)热管理子系统提供被动冷却，而使探测器变得更冷，则需使用其他方式。“区域2”是ISIM电子模块，它为电子控制设备提供安装接口和较温暖的工作环境。

  “区域3”，位于航天器总线系统内，是ISIM命令和数据处理子系统，具有集成的ISIM

  5示出了MIRI的整体构成及其子系统在韦布三大区域中的分布情况。包含成像相机，光谱仪，日冕仪的光学模块(OM)

  (ISIM)内，工作时候的温度为40K。OM和焦平面模块(FPM)通过基于脉冲管的机械主动冷却器降低温度，航天器中的压缩机(CCA)，控制电子设备(CCE)和制冷剂管线(RLDA)将冷却气体(氦气)带到OM附近实现主动制冷。仪器的机械位移，由仪器控制电子设备(ICE)控制，焦平面的精细位置调整，由焦平面电子设备(FPE)操作，两者都位于上述放置在ISIM附近的较温暖的“区域2”中。图6. ISIM

  MIRI结构设计及四个核心功能模块的位置。原图来源：NASAMIRI光模块由欧洲科学家设计和建造。来自望远镜的红外辐射通过输入光学器件和校准结构进入，并在焦平面(仪器内)

  )和中等分辨率光谱仪之间分光。经过滤光，或通过光谱分光，最终将其汇聚到探测器阵列上(如图6)。探测器是吸收光子并最终转换为可测量的电压信号的器件。每台光谱仪或成像仪都有自己的探测器阵列。韦布需要极其灵敏的，大面积的探测器阵列，来探测来自遥远星系，恒星，和行星的微弱光子。韦布通过扩展红外探测器的先进的技术，生产出比前代产品噪音更低，尺寸更大，寿命更加长的探测器阵列。

  (右)MIRI的红外探测器(绿色)安装在一个被称为焦平面模块的块状结构中，这是一块1024x1024像素的砷掺杂硅像素阵列(100万像素)。图源：NASA。韦布使用了两种不一样的材料类型的探测器。如图7所示，左图是用于探测0.6 - 5 μm

  HgCdTe或MCT)“H2RG”探测器，右图是用于探测5 - 28 μm波段的中红外掺砷硅(缩写为Si:As)探测器。近红外探测器由加利福尼亚州的Teledyne Imaging Sensors制造。“H2RG”是Teledyne产品线的名称。中红外探测器，由同样位于加利福尼亚的Raytheon Vision Systems制造。每个韦布“H2RG”近红外碲镉汞探测器阵列，有大约400万个像素。每个中红外掺砷硅探测器，大约有100万个像素。(小编点评：以单像素碲镉汞探测器的现有市场价格计算，一块韦布碲镉汞探测器阵列的价格就要四十亿美金！！！为了拓展人类天文知识的边界，韦布这回真是不计血本啊！)碲镉汞是一种很有趣的材料。通过改变汞与镉的比例，能调整材料以感应更长或更短波长的光子。韦布团队利用这一点，制造了两种汞-

  0.6 - 2.5 μm范围内的汞比例较低，另一种在0.6 - 5 μm范围内的汞含量较高。这具有许多优点，包括能定制每个NIRCam检测器，以在将要使用的特定波长上实现峰值性能。表1显示了韦布仪器中包含的每种类型探测器的数量。

  ROIC(读出电路)。ROIC包含一个硅基集成电路芯片，可将超过100万像素的信号，转换成低速编码信号并输出，以供进一步的处理。图源：Teledyne Imaging Sensors韦布上的所有光电探测器，都具有相同的三明治架构(如上图)

  (2)一层铟互连结构，将探测器阵列层中的每个像素连接到读出电路阵列，以及(3)硅基读出集成电路(ROIC)，使数百万像素的并行信号降至低速编码信号并输出。红外探测器层和硅基ROIC芯片是独立制备的，这种独立制造工艺允许对过程中的每个组件进行仔细调整，以适应不一样的红外半导体材料(HgCdTe或Si:As)。铟是一种软金属，在稍微施加压力下会变形，从而在探测器层的每个像素和ROIC阵列之间形成一个冷焊点。为增加机械强度，探测器供应商会在“冷焊”工艺后段，在铟互连结构层注入流动性高，低粘度的环氧树脂，固化后的环氧树脂提高了上下层的机械连接强度。韦布的探测器如何工作？

  探测器中是相同的：入射光子被半导体材料吸收，产生移动的电子空穴对。它们在内置和外加电场的影响下移动，直到它们找到可以存储的地方。韦布的探测器有一个特点，即在被重置之前，可以多次读取探测器阵列中的像素，这样做有好几个好处。例如，与只进行一次读取相比，可以将多个非重置性读取平均在一起，以减少像素噪声。另一个优点是，利用同一像素的多个样本，能够正常的看到信号电平的

  ，这是宇宙射线干扰像素的迹象。一旦知道宇宙射线干扰了像素，就可以在传回地球的信号后处理中，应用校正来恢复受影响的像素，从而保留其观测的科学价值。

  应用案例 HT8700应用于荷兰国家应用科学研究院(TNO)移动测量车测量氨气浓度项目

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