MCP输入电子能量与微光像增强器信噪比的关系

为了提高MCP像增强器亮度增益,在微光像增强器中采用了新的电子倍增机构,即微通道板（MCP）,并对作为电子倍增结构MCP的噪声产生机理进行分析。在MCP其他参数不变的条件下,通过调整MCP入射电子的能量和入射电子角度分布,优化了MCP最佳工作信噪比的工作条件,实现了优化MCP像增强器信噪比,提高了MCP像增强器的亮度增益。     

粒子模拟中的电磁场算法

研究了粒子模拟中的中心差分、时偏及高品质因数时域有限差分电磁场算法,分析了相应的数值噪声机理。着重探讨了时偏及高品质因数算法对高频噪声的滤波特性,给出了这两种算法的适用范围。通过对相对论返波管的计算,将3种算法的计算结果进行了比较,进一步验证了时偏及高品质因数算法对高频数值噪声的滤波特性。     

多路干涉对光纤拉曼放大器噪声因数的影响

考虑了多路干涉与拉曼自发辐射噪声具有不同的谱分布特性，推导出信号的背向瑞利散射导致的多路干涉对光纤拉曼放大器噪声因数影响的解析表达式，给出了考虑多路干涉后光纤拉曼放大器的噪声因数的光学测量方法。分析了不同开关增益、不同输入信号功率、不同增益光纤背向瑞利散射情况下多路干涉对光纤拉曼放大器噪声因数的劣化程度。随着拉曼增益的增加，输入信号功率越大、背向瑞利散射越大，多路干涉的影响越大。     

基于改进声线跟踪法的室内交通噪声动态模拟

对碰撞点的有效性判断是传统声线跟踪法的一个重要步骤,在计算复杂的室内空间问题时计算量较大,为解决这一问题采用了一种与空间剖分相结合的改进的声线跟踪法。将该方法与微观交通流仿真和车辆噪声排放模型进行结合,实现了道路交通噪声透过窗户在多连通室内空间传播的动态模拟。最后采用该方法对相同道路和交通流条件下不同建筑朝向的4种布局室内噪声进行动态模拟。分析了室内交通噪声的大小和分布与建筑物布局、窗户的朝向、窗户的形式和面积等因数之间的关系。结果表明:窗户正对道路的房间比窗户侧对道路的房间噪声高4～6 d B(A),房间内等效声级与窗户面积的对数成正比关系。     

扩口微通道板对电流增益和噪声因子关系的影响

介绍了MCP产生光子散射和电子散射的机理．提出对微通道板输入表面采用扩口技术提高微通道板的开口面积比，从而降低微通道板噪声的方法。建立了漏斗型MCP的数学模型，给出了降低MCP     

饱和模式下微通道板输出电子云的Monte-Carlo仿真（英文）

当基于微通道板(MCP)的光电探测器受到强辐射干扰时,MCP的饱和将导致探测器的时间分辨率和空间分辨率发生改变.本文建立了饱和工作状态下MCP电子云运动仿真模型,与常规的线性工作状态的不同之处在于,该模型考虑了MCP通道壁上累积的正电荷对通道内电子云运动特性的影响.仿真结果表明,当MCP工作在线性状态,电极浸入深度的不同对通道电子云能量分布有很大差异,而工作在饱和状态,通道电子云能量分布趋于一致.电子能量分布曲线与相关文献的实验数据拟合良好,验证了模型的正确性.     

无膜微通道板第三代像增强器的可行性及技术途径探究

砷化镓光阴极的量子效率大大优于超二代多碱光阴极,但由于微通道板(MCP)输入面上的离子阻挡膜的存在,第三代像增强器,即使是薄膜第三代像增强器,相比于同时期技术水平的超二代像增强器,在标准测试条件下的信噪比和分辨力等参数上并无明显优势。通过引入MCP噪声因子的概念,对像增强器光阴极量子效率的有效利用率进行了评价。强调了实现无膜MCP第三代像增强器的必要性,并指明了目前的无膜MCP第三代像增强器开发中所存在的问题,对改善MCP耐电子清刷除气能力及进一步地减少MCP中的有害物种含量的有效方法进行了研究,进而明确了实现高可靠性高性能无膜MCP第三代像增强器的可行性和有效技术途径。     

用气熔压工艺改善6μmMCP的空间结构和视场清晰度

高分辨率微光像增强器对微通道板(MCP)的孔径、空间结构和视场清晰度有着极为严格的技术要求。我们在引进的气熔压设备上，通过对压力、温度、保温保压时间等相互制约的工艺参数进行大量实验，已探索出孔径为6μm、孔间距为8μm的MCP的最佳工艺，即第一平台温度为500℃左右、熔压温度为560～590℃、压力为0.5～0.9Mpa，保温保压时间为60min左右。在光学显微镜和扫描电子显微镜下观察我们制作的MCP，发现复丝排列规整、边界相邻的两排单丝变形较小且排列有序、复丝顶角无畸变(即无扭曲、梅花丝、孔洞、错位)。与Photonis公司同种型号的MCP相比，我们制作的MCP的梅花丝少1／3左右。在标准输入下，我们的MCP增益比较高，增益均匀性有所改善，固定图像噪声在0～1级，视场清晰度得到了较大程度的提高。     

平面圆孔微通道板用于X射线聚光的理论预测

微通道板(MCP)在X射线的会聚成像方面有视场大、重量轻、对装调精度要求低等优点。基于全反射理论,研究了平面圆孔MCP对X射线的聚光特性,计算了MCP的像面光照度增益和点扩散函数与微通道板结构参数之间的关系。使用Trace Pro软件对直径为25μm的圆孔MCP的聚光效果进行了仿真,仿真结果与计算结果基本吻合。结果表明,MCP的相对光照度增益与光源距离ls近似成正比,而与MCP的最大孔径无关,当光源距离为110 mm时,相对光照度增益大约可达到18倍。进一步研究了MCP离轴、俯仰、倾斜等装调误差对像面光斑的影响,结果表明,MCP的离轴对像面光斑影响很小;而角度偏差将影响光斑的位置和形状。     

一种玻璃成分优化的微通道板

降低微通道板（MCP）的离子反馈噪声、提高像增强器的成像质量和工作寿命是MCP玻璃成分优化研究的主要目标，指出通过调整碱金属氧化物的引入种类和总量，并采用高温氢还原工艺获得一种玻璃成分得到优化的MCP，可提高玻璃的转变温度，耐500℃以上的高温烘烤且电性能相对稳定。该方法改善了通道内壁表面结构和MCP的耐电子冲刷能力，降低了气体吸附量且易于去除气体。文章最后给出了优化MCP玻璃成分所需开展的工作：在玻璃成分优化上增加SiO2的引入量，调整芯皮玻璃的温度粘度匹配及酸溶速率比，以及开展体导电玻璃MCP和硅MCP的研究。     

自场下高温超导MCP BSCCO-2212电流引线失超过程电磁特性研究

本文研究了大电流自场条件下,采用熔化铸造工艺(MCP)制备的BSCCO-2212高温超导电流引线失超过程电磁特性.在磁通粘滞流动模型的基础上,推导出二维磁通粘滞流动平衡方程式,得到了磁流阻状态下的电流密度、磁通密度和磁流阻率分布;应用二维场量分布进一步得到了平均磁流阻率随电流密度和温度的变化特性.计算结果对于电流引线安全保护设计、提高电流引线载流能力具有重要意义.     

双声道波导中低频环境噪声分布特性

针对北极冰下双声道波导的噪声分布特性研究,采用垂直阵对双声道波导内的噪声场进行了观测,北极冰下噪声物理模型使用混合加性噪声模型描述,统计分布模型使用α稳定分布描述.并将噪声划分为3个频段,按噪声来源分为背景噪声、冲击噪声以及航船噪声3种场景,分析其统计特性,给出了直方图统计、核函数估计与正态分布的比较结果,α稳定分布参数估计结果,峰度与偏度的计算结果以及累积分布函数检验结果。经分析讨论,给出结论:双声道波导中的噪声统计分布可用α稳定分布来描述,但上下表面声道的分布参数具有明显差别,上表面波导背景噪声明显偏离高斯分布而下表面声道的背景噪声接近于高斯分布;上下表面声道中不同频带的噪声分布差异也很明显,其中2~30 Hz差异性最大,30~100 Hz差异性较大,而100~500 Hz差异性相对较小,并且可以认为是对称α稳定分布.此外,上下表面声道中不同频带噪声α稳定特征参数变化也存在差异,上表面波导受冲击噪声影响α值变大,拖尾变薄;而下表面波导受冲击噪声影响α值则会变小,拖尾变重。      

微通道板电子输运特性的仿真研究

对微通道板(Micro-Channel Plate,MCP)的电子输运特性进行仿真研究.利用数值方法分析微光像增强器电子光学系统,得到电场分布.通过电场分布追踪MCP电子运动轨迹,确定电子在荧光屏像面上的落点分布.据此研究MCP电子输运,分析斜切角、通道直径及两端电压对电子输运、像增强器调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)及分辨率的影响.结果显示,当MCP斜切角为14°、通道直径为5.0μm、两端电压为900 V时,MCP具有良好的电子输运特性,像增强器MTF特性好,分辨率高.     

X射线光阴极量子效率的研究

从理论上分析了阴极材料密度分布对CsI/MCP反射式X射线光阴极量子效率的影响，制备了不同密度分布的CsI/MCP反射式X射线光阴极，通过实验测试，优化出了最佳密度分布结构。     

微通道板噪声因子与工作电压关系研究

为了解决微通道板噪声因子的测量问题,提出了一种测量像增强器光电阴极灵敏度和信噪比,从而测量出微通道板噪声因子的方法 .根据该方法,分别在不同阴极电压、微通道板电压以及阳极电压条件下测量了微通道板的噪声因子.测量结果表明,当阴极电压、微通道板电压以及阳极电压分别变化时,微通道板的噪声因子会随之变化.微通道板电压对噪声因子的影响最大,阳极电压的影响最小.微通道板电压每增加100 V,噪声因子大约增加0.11,而阳极电压每增加100 V,噪声因子大约增加3.3×10-4.微通道板工作电压提高,意味着电子碰撞能量提高,同时也意味着二次电子发射系数提高,而根据现有微通道板噪声理论,微通道板的噪声因子会减小,但实测结果却相反.造成这一矛盾的原因是在现有微通道板噪声理论中,仅仅考虑了二次电子发射系数、探测率、电子碰撞几率的因数,而未考虑到电子碰撞能量的因数,因此噪声理论需要进行修正.     

MCP最佳运转参数选择的讨论

本文给出了选择MCP最佳运转参数的正确判据。论证了以前Schagen给出的表达式只是一种在给定工作电压下确定MCP最佳长径比的判据。讨论了MCP在两种极值状态下运转的特性和适应性。     

影响X射线像增强器分辨率的因素分析

对采用双近贴聚焦成像结构的MCP(Micro Channel Plate)-X射线像增强器的工作原理与结构进行了分析,对影响其空间分辨率的主要因素进行了研究.影响X射线成像系统分辨率的因素主要有X射线源焦斑的大小和X射线像增强器自身的分辨率,而影响X射线像增强器分辨率的因素主要有MCP输出面到荧光屏之间的距离、MCP输出面与荧光屏之间的电压差以及MCP自身的分辨率.通过对两种具有不同参量的X射线像增强器分辨率的理论计算及分辨率测试实验,将理论计算结果与测试实验结果对比,验证了分辨率计算公式及影响分辨率因素分析的正确性.     

石墨烯层间纳米摩擦性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了纳米尺度下石墨烯层间摩擦现象, 探讨了对称和非对称两种情况下双层石墨烯层间沿不同方向的摩擦性质. 研究发现对于对称的双层石墨烯, 层间摩擦沿不同方向同性; 摩擦因数依赖于正压力, 随正压力增大, 摩擦因数的变化曲线分为三个阶段, 在较小以及较大压力下, 摩擦因数遵循Amonton法则不随压力变化而变化; 而在中间3-6 nN阶段, 摩擦因数随压力增加线性增加. 整个研究压力范围内摩擦因数在0.05-0.25之间. 对于非对称性双层石墨烯层间摩擦, 不同压力下摩擦因数在0.006上下波动, 摩擦因数较两层对称性石墨烯大大降低. 上述研究结果与实验一致.     

新型热中子敏感微通道板探测效率的蒙特-卡罗模拟研究

基于microchannel plates (MCP)的中子探测技术近年来发展迅速, 因其具有较高的空间分辨率和中子探测效率以及优异的时间分辨能力, 可用于高分辨率中子照相和能量选择中子成像. 本文利用蒙特-卡罗(MC)程序, 对栅格为15 μm的热中子敏感MCP板进行MC模拟计算, 获得了不同几何结构和材料组成情况下, 掺杂型和镀膜型热中子敏感MCP板的探测效率. 计算结果表明, 增加中子敏感材料的比例可以获得更高的中子阻挡效率, 但同时也加大了次级粒子发射进入MCP板通道的难度, 掺杂型MCP 板的通道直径和镀膜型MCP板的镀膜厚度均存在最优值. MCP板厚度为0.4 mm时, 对¹⁰B₂O₃材料, 掺杂型MCP板的热中子探测效率可以超过40%, 镀膜型MCP板的热中子探测效率可以接近60%.     

1+1维含噪声Kuramoto-Sivashinsky方程表面宽度分布率的数值计算

通过对1+1维含噪声Kuramoto-Sivashinsky(KS)方程进行数值计算,得到其在饱和状态下的表面宽度分布率并与Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)方程进行比较.结果表明,1+1维含噪声KS方程的表面宽度分布率标度函数受有限尺寸效应影响较小,并与KPZ方程具有相近的表面宽度分布率标度函数.