用于一级轻气炮的弹速激光测量系统

 研制了用于Φ57 mm一级轻气炮的激光测速系统，采用红光LD作光源，PIN作为光电探测器，并研制了专用前置放大器，整个系统集成于炮管延长段中，不仅具有结构简单紧凑、抗振动、易于准直，而且避免了弹丸的自由飞，保持了极小的碰撞角。采用该系统已成功地测量了非标准异型弹丸和非金属弹丸的速度，速度测量的相对不确定度小于0.2%。     

GeSi/Si多量子阱红外探测器波导结构的理论计算

本文采用传输矩阵的方法计算了Ge_xSi_1-x/Si量子阱红外探测器结构参量对多量子阱波导结构模场分布,光场限制因子和有效吸收系数的影响,并给出了优化设计的结果.     

Displacement and Force Measurements with Quadrant Photodetector in Optical Tweezers

A technique of displacement and force measurements with a photodiode quadrant detector in an optical tweezers system is presented. The stiffness of optical trap is calibrated and the leukemia cell membrane tension is measured. The results show that the optical tweezers combined with the quadrant detector is a very useful tool for detecting the displacement and force with a millisecond-order response.     

快速启动锥形节流制冷器的研制

介绍一种可实现快速启动的锥形节流制冷器,具有结构简单,体积小,重量轻,无运动部件,可实现快速启动的优点而广泛应用于制导导弹中用于红外凝视焦平面探测器的冷却.该制冷器采用双层管路绕制结构,具有高效的换热效率;与探测器杜瓦组件进行试验,结果表明充有压力45MPa氩气的100ml钢瓶作为气源,冷板内侧降温至100K所需时间≤2.3s,芯片降温至100K所需时间≤7.21s.     

基于MODBUS和RS-485布网方式的气体监测系统设计

针对可燃或有毒气体在生产、储存、灌充或使用环境中发生泄漏的问题,设计了一种以单片机STC15F2K60S2为核心处理器,利用MODBUS和RS-485布网方式组成监控网络,实现对多个RBT-6000-FX型气体探测器浓度信号采集和处理的气体监测系统;本系统采用MODBUS通信协议设计单片机与气体探测器之间的数据通信,通过RS-485总线实现对多个气体探测器的实时监测;系统工作中若某位置的探测器检测到该处气体发生泄漏,则在单片机查询各处探测器状态时,该处返回报警,单片机确认是报警信号后,启动现场声光报警器,同时控制无线通信模块SIM900A向SIM卡中的联系人发送短信,通知相关负责人,及时检修;实际应用表明:该系统智能化程度高、可靠性好、成本低。     

基于4H-SiC的高能量分辨率α粒子探测器

为突破传统半导体核探测器耐高温与抗辐照性能不足的瓶颈,采用4H-SiC宽禁带半导体材料研制了4H-SiC探测器,并研究其构成的探测系统对α粒子的能量分辨率和能量线性度。所研制4H-SiC探测器漏电流低,当外加反向偏压为200V时,其漏电流仅14.92nA/cm2。采用具有5种主要能量α粒子的226 Ra源研究其构成的探测系统对α粒子的能量分辨率,获得4H-SiC探测系统对4.8~7.7 MeV能量范围内α粒子的能量分辨率为0.61%~0.90%,与国际上报道的高分辨4H-SiC探测系统能量分辨率一致。同时,实验结果表明:4H-SiC探测系统对该能量范围内α粒子的能量线性度十分优异,线性相关系数为0.999 99。     

谐振腔提高横向光电效应的量子效率

根据位置敏感探测器的原理,设计了p-i-n型的谐振腔结构,研究谐振腔提高横向光电效应的量子效率。以一维缺陷光子晶体作为顶部光学镜,底部为分布式Bragg反射镜(DBR),中间为激活介质谐振腔。利用传输矩阵法计算了一维缺陷光子晶体的透射特性。由于顶部和底部结构的高反作用,一维缺陷光子晶体的透射谐振导模将被有效地限制在激活介质中。通过对谐振腔模型的分析,得出了激活介质的量子效率,并进行了数值仿真。结果表明,一维缺陷光子晶体的谐振导模能有效提高谐振腔中激活介质的量子转换效率。     

单光子计数闪烁探测器灵敏度标定方法

根据NaI(Tl)闪烁探测器可用于单光子计数的特性,探索了一种测量放射源入射下闪烁探测器脉冲电荷谱来实现其绝对灵敏度标定的方法。实验对标定系统的电荷数字转换记录器进行了绝对标定,得到了用于ICF实验中重要诊断设备滤波-荧光谱仪的NaI(Tl)闪烁探测器的绝对灵敏度。灵敏度标定数据不确定度小于10%,较传统的放射源标定方法(15%)显著提高,同时标定能量范围扩大到100keV以上。最后,实验结果与Geant4模拟程序计算的结果进行了比对,符合得较好。     

CMOS阵列响应过程中的电串扰特性研究

在利用CMOS阵列探测器成像时,探测阵列单元间的串扰将直接影响器件成像质量。为了更好地了解串扰对器件响应过程的影响,针对CMOS图像传感器的电串扰特性进行了分析,建立了电串扰数学分析模型,对电串扰的大小进行了定量计算。具体分析了不同扩散长度、感光面积、耗尽层宽度、像素尺寸和温度对电串扰的影响。分析结果表明,感光面积、耗尽层宽度与像素尺寸对电串扰的影响最大,扩散长度和温度对电串扰的影响相对较小。感光面积由3.8μm2增加到12.8μm2后,归一化的电串扰减小了约13%;像素尺寸由7μm×7μm增加为15μm×15μm时,电串扰增加了约95.4%;温度由100K增加到180K后,电串扰下降了约0.6%。     

基于塑料闪烁光纤阵列的γ射线位置灵敏探测器数值模拟

基于蒙特卡罗的模拟方法,设计了一个基于塑料闪烁光纤阵列的γ射线位置灵敏探测器并对其性能进行了系统的研究。分析了该探测器在高能γ粒子辐照下的康普顿散射特性和圆形塑料闪烁光纤的能量泄漏情况,发现随着入射能量的不同,康普顿边缘峰值也相应变化,并且和入射光子能量一一对应。考虑阵列间粒子串扰的情况下,利用此特性得到该位置灵敏探测器在0.8~7.0 MeV的γ入射能量下,能量分辨率和空间分辨率分别能够达到10%和cm量级。但由于闪烁光纤原子序数较低,在较高能区的探测效率也较低,只有15%左右或更低。这就使得利用闪烁光纤阵列探测器不能同时满足较好的空间分辨率和能量分辨率,两者出现一定的矛盾。