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硬X射线调制望远镜HXMT基于直接解调成像方法，将完成宽波段X射线成像巡天，其中在硬X射线波段具有最高的灵敏度和空间分辨率。同时，HXMT还是国际上已有计划中唯一能对黑洞等高能天体在硬X射线能区进行高灵敏度(窄视场)、高时间分辨(大面积)定点观测的空间设备，可以获得天体在宽的X射线波段，尤其是硬X射线波段的高质量的辐射时变和能谱信息。
高能X射线望远镜(HE)是HXMT的核心载荷。在973计划的支持下，中国科学院和清华大学联合开展了HXMT/HE有效载荷的预先研究，完成了HXMT的物理样机研制。本文利用地面物理样机对HXMT关键部件进行了标定测试，通过地面扫描成像实验，对HXMT的科学指标进行了检验，得到角分辨率好于5@12σ。
以HXMT背景型号研制为依托，本文对HXMT辅助探测器进行了优化和完善。通过蒙特卡洛模拟和实验验证，设计了简单可靠又达到科学指标的一套反符合屏蔽探测器。反符合探测器探测效率大于90％，探测器单体地面计数率小于100cps。在轨标定探测器(AGC)采用小型雪崩二极管(APD)接受241Am镶嵌源的α事例，并符合筛选出被主探测器接收到的源的γ事例，从而在长时标实现主探测器的自动增益控制和飞行标定。
伽玛射线监视器(GRM)利用脉冲形状甄别技术(PSD)和塑料闪烁体的荷电粒子屏蔽功能，实现对伽玛暴的宽能区测量和Epeak参数的精细测量。本文主要涉及它的物理设计工作。