GREST
GREST (Getting Ready for EST) war ein Entwicklungsprojekt für neue Technologien die am Europäischem Sonnenteleskop (EST) eingesetzt werden sollen. EST wird ein Sonnenteleskop der nächsten Generation, das größte seiner Art in Europa und soll seinen Betrieb im Jahr 2030 aufnehmen [1]. Eine künstlerische Darstellung von EST ist in Bild 1 zu sehen. EST wird eine Vielzahl Instrumente zur Verfügung haben um die Sonne zu beobachten. Unter diesen wird auch ein Instrument zur zeitaufgelösten, hochgenauen, bildgebenden Polarisationsmessung sein.
Die magnetischen Felder in der Sonnenatmosphäre erzeugen eine Polarisation des von der Sonne ausgehenden Lichtes. Eine präzise Messung der Polarisation kann daher genutzt werden, um das magnetische Feld in der Sonnenatmosphäre zu ermitteln. Durch bildgebende, zeitaufgelöste Polarimetrie, können zum Beispiel die Zusammenhänge zwischen Änderungen des Magnetfeldes und dem Plasmafluss nachvollzogen werden.
Das Messprinzip, dass für zeitaufgelösten Polarimetrie genutzt wird ist in Bild 2 dargestellt. Das einfallende Licht passiert einen Modulator, gefolgt von einem linearen Polarisator. Durch diese Kombination, wird die Polarisation des einfallenden Lichts in eine Intensitätsmodulation übersetzt. Diese wird anschließend durch einen speziellen Sensor, der mit dem Modulator synchronisiert ist, aufgenommen. Aus der aufgenommenen Intensitätsmodulation kann im Anschluss die Polarisation des einfallenden Lichtes berechnet werden. In Bild 2 wird die Modulation in zwei unterschiedliche Zustände dargestellt. Für hochpräzise Polarimetrie müssen 4 unterschiedliche Modulationszustände erfasst werden. Dafür wird ein Sensor benötigt, der 4, voneinander unabhängige Speicherbereiche, einen für jeden Modulationszustand, aufweist.
Im Rahmen von GREST hat das Halbleiterlabor zwei Sensorkonzepte, den Central Anode und den Quadropix DePFET [2] entwickelt. Der Quadropix besteht aus 4 DePFETs in einer Superpixelstruktur (siehe Bild 3 und „Link zu Quadropix“). Wir konnten die Funktionalität einer Quadropix DePFET Matrix 4 nachweisen und demonstrieren, dass ein Sensor basierend auf diesem Prinzip für zeitaufgelöste, hochpräzise Polarimetrie geeignet ist.
Bild 1
Bild 2
Bild 3
1)S. A. Matthews et al. “The European Solar Telescope”. In: Proc. SPIE 9908.990809 (2016). DOI: http://dx.doi. org/10.1117/12.2234145
2)Alexander Baehr et al. “Advanced DePFET Concepts: Quadropix”. In: NIM-A (2017). DOI: https://doi.org/10. 1016/j.nima.2017.10.048.