宇宙线探测系统的建立及阻抗板探测器的测试

在实验室内建立了一套宇宙线测试系统(CORTS)，并对一个大面积CMS RE1/2 RPC的完整样品进行了系统的测试. 结果为RPC的探测效率约85%，时间分辨率为0.87±0.08ns，空间分辨本领为1.5根读出条宽度，与CERN束流测试中得到的数据基本吻合. 对比表明采用宇宙线测试可以可靠地获得若干关键的RPC探测器性能指标.     

大面积玻璃RPC模型与性能测试

介绍了可用于粒子探测的大面积玻璃高阻板探测器RPC(Resistive Plate Chamber).使用两块间隔2mm的普通浮法玻璃作为电极,其中充入流动的混合气体(氩气+异丁烷+F134A),工作高压约9600V;性能测试结果,其单室效率可达97%,时间分辨可达到1.8ns.     

全尺寸CMS RE1/2阻抗板探测器样器束流测试结果

介绍了CMS RE1/2 全尺寸阻抗板探测器的束流测试结果.探测器气体室的阻抗板表面采用不需要淋油的特殊光洁处理,外支撑框架采用铝质蜂窝板,以保证足够的强度以及整个RPC所占空间尽量小.在GIF的束流测试结果表明该样品在高辐射本底下能够达到满探测效率.时间分辨率以及噪声水平都符合CMS实验的要求.     

大面积阻性板探测器的研制

介绍了使用自制的材料制作的大面积阻性板探测器模型的结构和利用宇宙射线测量的效率曲线、单计数率曲线、暗电流曲线、多重计数和信号幅度随高压的变化曲线.结果表明,该RPC效率接近98%,单计数率和暗电流都好于国外的同类探测器,完全可以满足通常实验的要求.     

羊八井ARGO实验RPC性能

羊八井ARGO实验采用全覆盖式RPC阵列探测小型空气簇射事例,本文报告了在羊八井高海拔条件下RPC的工作性能,包括电流、效率、读出条重数和时间分辨随高压的变化.通过在气体中添加SF6组分和调节接收系统下拉阈值可以有效遏制由于探测器地浮动引起的伴随多重数.     

用于飞行时间测量的大面积闪烁计数器时间性能

我们研制了用于飞行时间测量的大面积闪烁计数器(100×20×1cm³), 并对其时间性能进行了测量. 在使用了一种新型的时间平均器后, 大面积闪烁计数器飞行时间测量系统的时间分辨率达到347%.     

多隙阻性板室(MRPC)的性能和工作气体关系的模拟研究

多气隙阻性板室(MRPC)以其优良的时间分辨率在粒子物理实验中被用作飞行时间(TOF)探测器. 国际合作项目RHIC-STAR采用MRPC作TOF. 我们已成功地制作出30多个MRPC, 并安装在RHIC-STAR上. 通过模拟计算软件Magboltz,计算了MRPC常用工作气体的物理参数, 并根据气体探测器物理机制, 重点分析了MRPC性能与其工作气体之间的相互关系, 此分析对优化RPC与MRPC混合气体组分是有益的.     

BESⅢ μ探测器阻性板模型室的性能研究

对基于酚醛树脂的阻性板室(RPC)进行研究. 通过改进的表面处理工艺, 开发了一种新的阻性板材料, 并在不同温度下对多块样板的电阻率进行了测量. 对比了基于此新型阻性板的不同电阻率RPC模型室的探测效率、计数率和暗电流. 利用¹³⁷Cs γ源和实验束流研究了流光模式RPC的抗辐照性能. 结果表明此新型阻性板RPC满足BESⅢ μ探测器的要求.     

超小型条纹管的动态特性研究

基于条纹相机的非推扫式激光雷达可以实现三维多光谱荧光及偏振成像,克服了传统雷达技术中由于目标和搭载平台之间相对移动形成的图像畸变,图像刷新率高,也便于小型化.本文针对这一新技术发展的需求设计了一款大面积(阴极有效面积?25)、超小型(阴极到荧光屏净尺寸为100 mm)、无栅网、球面阴极、球面荧光屏的条纹管,利用电子轨迹追踪法理论分析了偏转板位置对偏转灵敏度和空间分辨率的影响.动态分析演示了从阴极面狭缝上同时出发的光电子在条纹管内部不同飞行阶段的时间畸变过程,给出了条纹管在扫描工作模式下狭缝像弯曲所对应的定量时间畸变值.该条纹管极限时间分辨率优于30 ps,在其阴极狭缝长28 mm的范围内,边缘动态空间分辨率大于10 lp/mm,阴极狭缝为30 mm×50μm时条纹管的动态时间分辨率优于50 ps,放大倍率为1.2.     

闪烁体中荧光传输造成的时间离散

本文研究了大面积闪烁体中荧光传输所造成的时间离散, 给出了到达闪烁体端面的光子时间分布, 详细讨论了荧光传输的速度和效率.     

超短光脉冲波形对门模单光子探测的影响

采用两种不同的皮秒光脉冲波形进行了门模单光子探测实验.测量了单光子探测效率随探测器和超短脉冲光源之间的同步延迟细微调节时的变化曲线.结果表明：光脉冲波形直接影响光子到达时间与门脉冲时间窗口之间的精确同步和探测效率,使用其中一种脉宽较短的皮秒光脉冲时探测效率比使用另一种脉冲提高了约9%.     

Enhancement of the infrared detection efficiency of silicon photon-counting avalanche photodiodes by use of silicon germanium absorbing layers

An enhancement of the infrared detection efficiency of Si photon-counting detectors by inclusion of SiGe absorbing layers has been demonstrated for what is believed to be the first time. An improvement of 30 times in detection efficiency at a wavelength of 1210 nm compared with that of an all-Si structure operated under identical conditions has been measured. The Si/Si(0.7)Ge(0.3) device is capable of room-temperature operation and has a response time of less than 300 ps.     

超重反冲余核时间探测器性能测试

介绍了一种铝制内椭球面反射镜闪烁薄膜探测器,对其探测效率、光收集效率和时间性能的测试. 结果分析表明采用1 μm厚的BC498闪烁薄膜探测器测量实验中超重反冲余核, 探测效率接近100％, 时间分辨好于200 ps, 其性能满足超重反冲余核时间测量的要求. A thin plastic scintillator film detector with an inner ellipsoidal reflection mirror made of aluminum is introduced. Detection efficiency and light collection efficiency of the detector have been investigated. The time resolution of the detector has been also studied. The testing results show that the detection efficiency of BC498 with the thickness of 1 micron to be used in the coming superheavy synthesis experiments is approximately 100%, and the time resolution is better than 200 ps (σ). The performances of the thin plastic scintillator film detector meet the requirements for the time measurement of the superheavy element synthesis.     

探测器对量子增强马赫-曾德尔干涉仪相位测量灵敏度的影响

研究了强度差测量方案下，探测器量子效率对光子数态、关联数态、压缩真空态三种量子光源注入的马赫-曾德尔干涉仪相位测量灵敏度的影响.获得了相位测量灵敏度与效率的定量关系，比较了探测效率对不同量子态注入的干涉仪相位灵敏度的影响.研究表明：光子数态注入时，相位测量灵敏度始终不能超越标准量子极限；关联数态注入时，无论多大的光子数，要获得相位测量的量子增强，探测效率不得小于75%；对于压缩真空态，只要有压缩存在就可以获得一定的相位测量的量子增强；关联数态、压缩真空态的注入，相位灵敏度皆随探测效率的增大而不同程度的提高，且压缩真空态比关联数态具有更好的量子增强效果.给出了在量子增强的精密测量实验中对探测效率的要求，并结合实际应用说明了探测效率的提高有助于提高干涉仪探测的灵敏度.     

基于SIFT特征检测和三次插值样条的快速曲面重构算法

针对传统的曲面重构算法一直存在重构精度低、效率差的问题，提出一种新的快速曲面重构算法。基于三次插值样条和改进SIFT特征检测和匹配方法，先对二维图像预处理后，检测其边界点并且拟合，然后将区域按四个象限进行分区，用三次插值样条边界进行曲面重构，同时结合改进的SIFT特征检测和匹配方法检测各个区域曲面边界的特征点，然后再进行匹配拼接。实验结果表明，该算法得到曲面模型的时间效率有很大的提高，并且曲面效果好，光滑、平顺。     

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。     

大空腔探测系统中子多重性随机模拟及参数计算

为优化中子多重性探测器设计、指导多重性实验的正确实施,论述了利用蒙特卡罗程序获取中子时间脉冲序列链进行多重性随机模拟的方法。提出了一种新的三均分算法计算中子衰减时间常数,解决了生成时间序列链超大矩阵排序问题。基于大空腔探测系统,利用无死时间的时间序列链经过数据解谱,分析利用252 Cf中子源标定的参数在钚样品多重性测量过程中的匹配问题,考察了探测效率的差异和二阶矩三阶矩的门份额的适用性,并提出了移位寄存器(MSR)处理过程中门宽的优化选取原则。模拟了大量不同质量的钚样品,建立了大空腔探测系统的质量相对标准偏差(RSD)曲线。结果表明:252 Cf源标定的探测效率比Pu样品的效率差3%左右,比值法与公式法计算的门份额完全一致,大空腔探测系统对公斤级的金属钚在1000s时间内的质量测量RSD约为4%。     

LS301快中子探测器的效率刻度

主要介绍了利用252Cf标准裂变中子能谱刻度快脉冲LS301型液闪中子探测器的探测效率的实验方法和结果, 简要介绍了实验数据的处理过程, 得到了阈值分别为0.5, 0.7, 1.0和1.6 MeV, 以及中子能量在10 MeV以下的探测器效率, 并对测量结果进行了误差分析。同时为了检验实验结果的准确性, 将实验结果与理论计算结果进行比较, 两者在不确定度范围内符合得很好。Neutron detection efficiency of LS301 fast neutron detector was calibrated by measuring the neutron energy spectrum of 252Cf source, which has a standard fission neutron spectrum. A low mass, fast ionization chamber is used as the fission fragments detector in the time of flight(TOF) spectrometer and afforded the start signal of neutron flight. The stop signal was offered by the anode of LS301. A measured TOF spectrum was turned to the neutron energy spectrum which will be compared with the standard one. Consequently, the fast neutron detection efficiency of LS301 was obtained. Calibration procedures of experimental and data processing was given. Relative detection efficiencies were obtained separately for threshold settings of 0.5, 0.7, 1.0 and 1.6 MeV for neutron energies under 10 MeV. Experimental results accorded with theoretical efficiency curves which were calculated with the Monte Carlo code NEFF50.     

基于卷积神经网络的蛋胚活性精准检测方法研究

孵化的蛋胚是生产禽流感疫苗的载体,蛋胚的活性检测是疫苗生产中的关键环节,通过光电容积脉搏法检测蛋胚活性是提高蛋胚活性检测准确率的关键。为了提高蛋胚活性检测效率和检测准确率,采用滑动功率谱方法（PSD）将蛋胚脉搏波可视化,基于卷积神经网络对蛋胚活性进行精准分类。实验结果显示,采用卷积神经网络对单个蛋胚信号的计算时间仅为12.6 ms,与人工检测方法相比,检测效率提高近200倍。可视化后的蛋胚脉搏波的卷积神经网络分类准确率可达94.14%,其中活胚、死胚和弱胚的真阳率分别为99.74%、93.73%、84.39%。基于卷积神经网络的蛋胚活性分类模型,可在大规模生产中精准地辨识蛋胚活性,对疫苗生产过程具有重要的应用价值。     

快速多项式拟合亚像素边缘检测算法的研究

传统的亚像素边缘检测都是先粗定位,再进行亚像素细分,因而运行时间较长.采用了一种基于多项式拟合的快速亚像素边缘检测算法.该算法根据图像的灰度分布,运用三次多项式拟合图像的边缘实现亚像素定位,从而达到较高的定位精度.采用在边缘附近取点,进行亚像素边缘检测,减少了运行时间.仿真实验给出的实验结果证明了该算法的有效性.