北京谱仪μ计数器的宇宙线数据分析

通过分析北京谱仪μ计数器的宇宙线实验数据,确定了μ计数器阵列的整体信号-噪声阈,单丝层探测效率,粒子探测效率,z向和γ-φ平面上的定位精度;并将实验数据与蒙特卡洛模拟计算作了比较,两者的一致性令人满意.     

北京谱仪中的μ计数器

描述了北京谱仪中μ子鉴别器的总体性能和安排,报道了μ计数器的气体放大特性、计数率坪特性、漂移时间、探测效率、电荷分配定位精度等一系列性能的测量结果.     

北京谱仪μ子计数器离线数据刻度研究

介绍了北京谱仪(BES)μ子计数器的结构,分析了μ子计数器z向位置分辨变坏的主要因素,通过研究μ子计数器离线数据刻度基本原理和刻度方法,采用新的刻度方法解决了μ子计数器z向位置分辨变坏的问题,使μ子计数器z向位置分辨提高了20%.     

BES实验数据离线刻度

概述了北京谱仪(BES)各子探测器的实验离线数据刻度,包括主漂移室、飞行时间计数器、簇射计数器和μ子鉴别器.给出了BES1994年D_s运行期间的探测器运行性能,以及数据质量情况.     

基于蒙特卡罗方法的全身计数器设计研究

全身计数器用于对人体内照射污染的监测,对最小探测活度(MDA)有较高的要求。为使全身计数器具备较好的灵敏度,需要降低本底辐射和提高射线探测效率。基于MCNP5模拟了全身计数器中NaI探测器在不同几何位置时的能量响应,对探测器位置及准直器角度进行研究,同时对不同厚度的屏蔽结构进行了仿真计算分析。研究表明,当屏蔽钢板厚度为14.9 cm时,能够较大程度地降低本底辐射。在源探结构上探测腔准直器角度在26以上,探测器与体模的距离为20 cm时,能够得到理想的能谱响应和探测效率。     

大面积塑料闪烁计数器的制备和测试

利用国产ST401型塑料闪烁体制成了两种尺寸的闪烁计数器:50cm×50cm;50cm×100cm(厚均为5mm)。对其衰减长度、探测效率等特性进行了测量。实验结果表明其性能良好,可以用于高能物理实验中。     

沟槽型硅微结构中子探测器的蒙特卡罗模拟研究

采用蒙特卡罗模拟方法研究了微结构参数、填充致密度等因素对沟槽型微结构半导体中子探测器(MSND)性能的影响规律,并开展了沟槽型MSND的优化设计研究。研究表明,随着沟槽间距的增加,MSND的探测效率呈下降趋势;当沟槽间距固定时,存在最优的沟槽宽度使得探测效率最大化;沟槽深度越大,探测效率越高。沟槽宽度和沟槽间距为15μm和5μm是一对优化的参数组合,可保证较高的探测效率和较平稳的系统甄别阈-探测效率曲线。当系统甄别阈取300keV时,沟槽宽度、间距和深度分别为15,5μm和200μm时的MSND热中子本征探测效率可达37.77%,与平面探测器相比提高了9.2倍;对137 Cs源662keV伽马射线的中子-伽马射线甄别比可达4.1×103,与平面探测器相比提高了23.7倍。本工作从理论上证明了MSND可解决传统平面型半导体中子探测器探测效率低的难题,同时可保持半导体探测器中子-伽马射线甄别容易的特点。     

1m×1m漂移室特性在线测量

本文给出了用宇宙线在线测量漂移室性能的实验结果. 获得时间分辨率4.26ns, 空间分辨率132μm, 效率96%以上. 漂移室在线实验系统由五个1m×1m×0.09m可调电场漂移室, 闪烁计数器触发系统, 漂移室读出电子学系统, 以及TRS-80微型计算机四部分构成. 数据的实时采集, 分析处理等均由微型计算机在线或离线完成.     

基于多阳极光电倍增管的阵列型光子计数器

为了实现二维平面上以单光子的灵敏度探测光强分布,提出了一种基于多阳极光电倍增管的阵列型光子计数器。并通过高频甄别技术和等幅放大技术实现对光电脉冲的低噪声恒定放大、解串扰技术消除相邻像素间的串扰影响,最终完成了8×8阵列型光子计数器的研制。测试结果表明,本阵列型光子计数器的单像素的最大计数率为100MCPS,峰值光子探测效率约21.2%,帧频最高可以达到10kHz,在1.8m望远镜平台上可以稳定探测10等星以内的暗弱天体。     

迈克尔逊干涉仪干涉环纹光电计数器的研制

利用干涉环纹明暗交替变化的原理,设计制作了可以用于迈克尔逊干涉仪的干涉环纹计数的光电计数器,利用此仪器可以精确高效地实现干涉环纹的计数,减少了由于人眼进行干涉环纹计数的误差,提高了实验稳定度和精度。我们将制作的干涉环纹光电计数器用于基于迈克尔逊干涉仪的激光波长实验,结果表明采用光电计数器之后,实验精度比裸眼探测明显提高,百分差缩小37.5倍,标准差缩小近3倍。     

波长色散X射线荧光光谱法快速测定大气PM_(2.5)中Cu和Zn的含量

介绍采用波长色散X射线荧光光谱法测定大气PM_(2.5)中Cu和Zn含量的分析方法。采用聚四氟乙烯滤膜来制备标准样品和进行大气颗粒物采样;对大气颗粒物样品的装样杯结构进行了讨论,采用6.7μm的Polypropylene膜配合改进样杯来封装大气颗粒物样品,应用改进后的样杯对大气颗粒物中Cu和Zn进行测定,可明显降低背景,改善峰背比,降低检出限;讨论了大气PM_(2.5)中目标元素Cu和Zn的测量条件,其分析线都采用Kα线,分光晶体选用PX10,采用间距300μm的准直器,ZnKα线探测选用闪烁计数器,CuKα线的探测利用流气式正比计数器和封闭式正比计数器串联使用,工作电压、电流采用50kV和50mA。应用制备的Cu和Zn标准样品建立工作曲线,实验结果表明,其线性相关性较好,准确度较高,Cu和Zn的相对标准偏差分别为2.43%和2.00%(n=8),检出限分别为0.028和0.021μg·cm~(-2),且分析大气颗粒物单个样品时间为60s。综上所述,该方法能够实现PM_(2.5)中Cu和Zn含量的快速、准确分析,为研究PM_(2.5)中的元素含量特征及来源解析提供科学依据。     

Mark-J探测装置的计数器监测系统

我们建立了一组氙闪光管-光导纤维装置,作为Mark-J探测装置的计数器监测系统,监测208个光电倍增管的输出,可以随时校正计数器的脉冲输出幅度,并给出计数器系统间的时间关系。由于引入了参考管系统,改善了系统的稳定性,提高了测量精度(±1％),经过长期的运转,证明性能良好,稳定可靠。     

BES桶部簇射计数器性能的宇宙线测试结果

李文报道了用宇宙线带电粒子对北京谱仪(BES)桶部簇射计数器多项性能测试的结果,诸如从1到24层的信号电荷量谱;各层计数管的探测效率;信号电荷量在z向(沿丝方向)的均匀性;电荷分配法的z向分辨率;宇宙线径迹重建等.同时还讨论了该计数器工作气体的选择问题.     

光子计数器的线性测量和修正

依据自发参量下转换过程中泵浦光功率和相关光子的线性关系,搭建了光子计数器线性测量实验装置,分析了光子计数器非线性误差产生的机理,探讨其线性应用条件和修正方法.通过调节泵浦光功率改变入射至光子计数器的相关光子速率,实现了光子计数器线性的测量,并对实验测量值进行了修正.结果表明,通过线性测量和修正可以提高单光子计数器测量准确度,降低光子计数器的非线性误差,其入射光子速率最大线性工作范围可由10~5s~(-1)扩大到10~7s~(-1).     

泵浦-探测虚拟仿真实验项目的操作训练及其效果评估

华东师范大学与科大奥锐科技有限公司校企合作自行研发的"超快光场和物质相互作用虚拟仿真实验平台"可以搭建泵浦-探测(pump-probe)实验光路,测量并数据模拟出半导体材料砷化镓(GaAs)与低温生长砷化镓(LTGaAs)光生载流子的弛豫时间.该泵浦-探测虚拟仿真实验不仅可以帮助学生掌握泵浦-探测的基本探测原理、半导体材料能带结构与超快载流子的动力学过程,也可以培养学生的实验操作技能,了解泵浦-探测技术、锁相放大技术的关键操作步骤.针对学习《光谱测量技术》的学生,首先讲述泵浦-探测技术原理后,引导学生使用该泵浦-探测虚拟仿真实验,并对学生进行了虚拟仿真实验使用的前后测评,利用SPSS科学统计软件对前后测结果进行分析,发现学生通过虚拟仿真实验项目操作训练后,对泵浦-探测的理论知识与技术要点的掌握程度都有不同程度的提高.通过泵浦-探测虚拟仿真实验对学生理论掌握与实验操作训练的效果分析,可以探索出虚拟仿真实验辅助理论课的新型混合式教学模式.     

基于探测器模型的MPPC标定方法

探测器的光子数分辨能力是精确描述多光子态的突破口,近年来受到广泛的关注。光子数可分辨探测器有望被进一步应用于量子光学基础研究、量子成像、量子计算、量子通讯以及远距离激光测距等领域。基于空间复用原理的多像素光子计数器具有常温下稳定高效的光子数可分辨探测能力,加上尺寸和成本上的优势使得它成为光子数可分辨探测应用的首选。针对多像素光子计数器,我们通过建模给出了能描述探测器量子特性的标准矫正方法,系统地考虑了探测器量子效率、噪声、各像素点感光面的光子入射效率对量子特性的影响,给出了不同光子数态的正定算子估值测量和魏格纳函数。     

利用多像素光子计数器的光学串话效应提高光子探测效率

通过分析多像素光子计数器(MPPC)的工作原理和其光学串话(OC)效应的特点,提出在使用MPPC输出雪崩信号的幅度或电荷量作为光子计数的参量时,利用MPPC的OC效应能提高MPPC的光子探测效率的观点,并从理论上分析了OC效应对光子探测效率的影响。理论分析结果显示,在这两种光子计数模式下,利用OC效应能明显提高MPPC的光子探测效率。利用本文模型计算得出当MPPC的雪崩单元数M为1 600个,忽略OC效应时的光子探测效率等于30%,光学串话概率等于50%,以及单脉冲入射光子数均值为10时,包含OC效应影响的等效光子探测效率可提高50%,达45%左右。该结果对MPPC在天体物理、粒子物理、荧光光谱探测等弱光探测场合的应用有一定指导意义。     

基于云服务的统计测试非监督故障诊断预测

为了对系统中的潜在故障进行有效地预测,提出一种基于统计测试的非监督故障预测方法。首先,将云服务系统定义为运行在相同的软/硬件环境下,具有相同输入数据的并行系统。在数据预处理过程中,对性能计数器中的数据进行标准化,并选取了一定分位数下的计数器数据信息。最后根据具有相同软/硬件环境和输入数据的节点将产生相同的输出这一原则提出了一种统计测试方法用于系统故障的预测。实验表明,本文提出的基于统计测试的故障预测方法与其它相关算法相比,具有预测准确性高和执行效率快等优点。     

μ子寿命测量实验

根据粒子的平均寿命测量原理,采用大面积塑料闪烁探测器和可编程逻辑器件设计了宇宙线μ子寿命测量的实验教学装置,使用该装置可实现对宇宙μ子寿命的直接测量.通过该实验,可使学生对高能物理理论、高能粒子探测器、高能粒子探测技术和数据获取、处理有整体的理解和认识.本文从实验教学内容和教学方法上对μ子寿命测量实验进行了探讨.     

1．3μm附近CO2的高灵敏度吸收光谱

采用可连续调谐半导体二极管激光器作为探测光源,将长程多通池吸收光谱、波长调制和谐波探测技术相结合,建立了一套具有高检测灵敏度和高分辨率的测量气态分子光谱及进行微量分析的研究装置.可以测量6.67×102Pa下～10-27 cm-1·(molecule·cm-2)-1的强度,最小可探测吸收达到～10-8.并利用该装置测量了CO2气体在1.31 μm附近的近红外吸收光谱,并用最小二乘法拟合实验数据获得了这一波段谱线的参数.同时测量的谱线参数与HITRAN数据库相比,发现15条数据库上没有报道的弱谱线.