红外InGaAs/InP单光子探测器的温度特性研究

分析了SAGM-APD单光子探测器暗电流产生的机理;得出工作温度和偏置电压是影响SAGM InGaAs/InP单光子探测器探测性能的重要因素.通过实验,分析了三种APD在不同温度下暗电流、光电流与偏置电压的关系曲线,得出一些结论.     

单光子探测器量子效率的绝对自身标定方法

提出一种单光子探测器量子效率的绝对自身标定方案，利用光参量下转换过程中产生的光子对在时间上的相关性，先将参量光束分为两路，然后引入相对延时，使同时产生的孪生光子先后进入单光子探测器，然后将探测器之后的电路分为三路，其中一路直接进入计数器得到探测器所探测到的光子的总计数率，另两路用电路方法引入和光路相当的相对延时，经符合电路后进入计数器，得到前后到达探测器的光子对之间的符合计数率.这样，从符合计数率与总光子计数率之比即可在不需要任何其他探测器或者参照标准的情况下获得探测器的量子效率.文中给出两种方案，分别适     

气体比分对RPC在流光模式下工作性能的影响

对不同比分气体对RPC性能的影响进行了大量的实验研究,主要是进行了基于氩、异丁烷和绿色氟利昂F134A(C₂H₂F₄)的实验,保持氩气的比分为20%,30%,40%,改变异丁烷和F134A的比分进行实验,分别测量了探测效率、单计数率、暗电流、信号幅度和多重计数随高压的变化曲线,结果发现,减少氩气的比分,增加异丁烷和F134A的比分可以增加RPC的坪长,探测效率也有所提高,在效率坪区的暗电流也有所减小,但工作高压也需要相应地增加。     

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.     

p-GaN层厚度对GaN基p-i-n结构紫外探测器性能的影响

研究了p-GaN层厚度对GaN基pin结构紫外探测器性能的影响.模拟计算表明：较厚的p-GaN层会减小器件的量子效率，然而同时也会减小器件的暗电流，较薄的p-GaN层会增加器件的量子效率，但是同时也增加了器件的暗电流.进一步的分析表明，金属和p-GaN之间的结电场是出现这种现象的根本原因.在实际的器件设计中，应该根据实际需要选择p型层的厚度. 关键词： GaN 紫外探测器 量子效率 暗电流     

天文观察用超软X射线探测器的标定

在北京同步辐射装置3W1B光束线上,对天文观测用超软X射线(0.2keV—3.5keV)正比计数管探测器进行了系统地标定.得到了正比计数管的死时间、计数率坪曲线、能量线性、能量分辨、窗材料透过比曲线;借助于已标定过的光电二极管探测器,测量了正比管探测器的能量响应效率,标定不确定度在10%—18%之间.另外,还对正比管系统在卫星上的六道记录和在实验室里的多道记录进行了对比,两种记录方式符合得很好.     

光电导探测器灵敏度标定方法的探索

光电导探测器体积小,灵敏度高,应用范围广,但暗电流也高,所以光电导探测器的直流标定是委困难的.我们采用了电子学的方法,探索光电导探测器灵敏度标定,给出光电导探测器50—300eV的灵敏度曲线.实验表明,这种方法是可行的.     

单光子探测器量子效率的自绝对标定

单光子探测器日益广泛地应用于科学研究的各个领域，精确地标定其量子效率成为应用的先决条件。我们首次实现了单光子探测器量子效率自绝对标定的原理性实验，即只利用待测探测器本身就可以对其量子效率进行绝对标定，而不需要第二个探测器或任何参考标准。该方法基于自发参量下转换产生的纠缠光子对的时间关联性，在信号光子和闲散光子之间引入延时，由单光子计数率和符合计数率测得探测器的量子效率。     

p-i-nInP/In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP探测器结构优化

利用半导体仿真工具Silvaco对p-i-n InP/In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP近红外光探测器进行优化仿真.参考实际器件对红外探测器进行建模,并将其暗电流、光谱响应仿真结果与实验结果进行拟合,保证仿真结果的有效性.以减小探测器的暗电流为目的,优化其结构.针对探测器吸收层厚度和吸收层掺杂浓度对暗电流、光响应的影响进行研究,发现当吸收层厚度大于0.3μm后,暗电流不再上升,但光响应随着吸收层厚度的增加而增大;当吸收层掺杂浓度不断上升时,器件暗电流不断降低,当掺杂浓度上升到2×1017/cm3时,暗电流达到最低值.本文还研究了p-i-n型探测器的瞬态响应,探究了响应速度与反偏电压之间的关系,发现提高反偏电压能减小探测器响应时间.     

红外四象限探测器暗电流自动测量技术研究

简要介绍了红外四象限探测器的暗电流参数特性,针对多元探测器的特点,设计了温度控制电路以及多路切换开关电路,实现了在不同温度和电压下对暗电流的全自动化测量.通过实验数据得出探测器在不同偏压下的温度特性曲线图,证明本测量系统是可行的,并且可以用于其他多元探测器的暗电流检测.     

超导单光子探测技术

单光子探测是弱光测量技术的核心,在量子信息、物理、生物、化学和天文学领域具有关键性的作用。传统以光电倍增管或雪崩二极管为基础的单光子探测器的低灵敏度和高暗计数限制了信噪比的提高,低计数率限制了测量速度和动态范围。本文综述了以超导材料作为光敏感器件的单光子探测技术,其量子效率、暗计数率和计数率远高于传统的单光子探测器,它们的出现势必给单光子测量相关学科带来巨大影响。     

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.     

极紫外波段微通道板光子计数探测器

研究了一种极紫外波段微通道板（MCP）光子计数探测器,用于探测地球等离子体层中极微弱的30.4 nm辐射。通过改变电压、温度等参数对比了该微通道板光子计数探测器的暗噪声和分辨率的变化。结果表明：微通道板探测器的暗噪声主要来源于残余气体离子反馈和热噪声,因此要降低探测器暗噪声,应对微通道进行彻底的预处理除气,并尽量避免探测器在高温状态下工作,常温下经过预处理的微通道板光子探测系统的暗计数率仅为0.34 count/（s.cm2）。系统的分辨率主要受电压和计数率的影响,受温度影响不明显。由于不同的微通道板有不同的耐压范围,过小或过大的电压或计数率都会造成系统分辨率的降低。     

高温处理后活性粉末混凝土动力学行为及本构模型研究

 利用分离式霍普金森压杆系统,采用铅片作为整形器,分别对常温下及400、600、800 ℃高温处理后的活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete,RPC）试样进行单轴冲击压缩实验,研究高温后RPC材料的动态力学性能,建立高温处理后材料的率型本构模型。结果表明：经不同高温处理后的RPC材料的动态抗压强度和韧性指标均有较明显的应变率敏感性,而峰值应变、初始弹性模量受应变率影响不大;不同应变率下,400 ℃以上高温处理后RPC材料的单轴动态压缩力学性能有所降低。扫描电镜分析表明,高温处理后RPC材料微观结构的劣化是宏观力学性能降低的根本原因。对ZWT粘弹性本构模型进行了修正,修正后的模型适用于混凝土材料经高温处理后的率型本构关系的分析。     

高密度外延电阻淬灭硅光电倍增器研究

针对表面淬灭电阻技术引起死区面积较大,以及高光子探测效率与大动态范围不能同时满足的矛盾,应用外延电阻淬灭技术,采用与雪崩光电二极管微单元相连的衬底外延层硅材料制作了淬灭电阻.研制成功的外延电阻淬灭硅光电倍增器的有源区面积为1×1mm~2,微单元尺寸为7μm,微单元密度高达21 488个/mm~2,测试结果表明:漏电流为10量级,反向击穿电压为24.5V,过偏压为2.5V时,增益达1.4×10~5,室温下暗计数率约为600kHz/mm~2,串话率低于10%,说明该器件具有良好的光子计数特性.该高密度硅光电倍增器测量的动态范围是1.8×10~4个/mm,光子探测效率为16%(@λ_(peak)=480nm),恢复时间为8.5ns,单光子分辨能力较高,并且在液氮温度环境能够探测光子,这对于拓展硅光电倍增器在极低温度条件下的应用,比如暗物质测量实验方面具有潜力.     

39Ar detection at the 10(-16) isotopic abundance level with atom trap trace analysis

Atom trap trace analysis, a laser-based atom counting method, has been applied to analyze atmospheric 39Ar (half-life=269 yr), a cosmogenic isotope with an isotopic abundance of 8×10(-16). In addition to the superior selectivity demonstrated in this work, the counting rate and efficiency of atom trap trace analysis have been improved by 2 orders of magnitude over prior results. The significant applications of this new analytical capability lie in radioisotope dating of ice and water samples and in the development of dark matter detectors.     

科学级光学CCD暗电流及机械快门时间响应特性测试

暗电流在科学级电荷耦合器件(CCD)长时间曝光测试实验中是主要的噪声之一。实验测试了暗电流信号平均计数随曝光时间的变化关系,并经过计算得出-10℃和-20℃下暗电流分别为2.43ADU/(s.pixel)和0.4854ADU/(s.pixel),同时测试了暗电流随CCD制冷温度的变化特性,结果显示暗电流随温度类似指数函数形式变化。由于CCD机械快门的时间响应特性对科学级光学CCD的短时曝光计数的影响比较大,实验测试了CCD平均计数和曝光时间的关系,得出实验所用的TEK 512pixel×512pixel DB CCD的机械快门在18ms时能够完全打开。     

Design and preliminary test results of Daya Bay RPC modules

Resistive Plate Chamber (RPC) modules will be used as one part of the cosmic muon veto system in the Daya Bay reactor neutrino experiment. A total of 189 RPC modules will cover the three water pools in the experiment. To achieve track reconstruction and high efficiency, each module consists of 4 layers, each of which contains two sizes of bare chambers. The placement of bare chambers is reversed in different layers to reduce the overlapping dead areas. The module efficiency and patch efficiency were studied both in simulation and test of the data analysis. 143 modules have been constructed and tested. The preliminary study shows that the module and patch 3 out of 4 layers efficiency reaches about 98%.     

A simulation study of the e~+/e~- sensitivity of a low resistive phosphate glass electrode in a RPC using GEANT MC

The resistivity of conventional glass is quite high and is unacceptable in a high rate environment. Low resistive glass-electrodes could be a solution for this problem. The present study reports the e+/e-simulation results of an RPC detector made from low resistive phosphate glass electrodes. The detailed geometrical configuration of the content materials which are the essential components of the glass of the RPC detector have been created with the GEANT4 simulation code. Two different types of particle sources, i.e. for e+/e-, have been located on the detectors surface to evaluate the performance of the phosphate glass RPC. Both of the particles have been simulated as a function of their respective energies in the range of 0.1 MeV – 1.0 GeV. The present simulation work has shown that the resistive electrode plays an important role for the particle production in the RPC configuration.