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本项目对我国空间探测的极紫外(EUV)波段大视场相机所需求的球面光子计数成像探测器的关键技术进行了研究。首先,建立了光阴极材料次级电子产出模型,利用该模型计算了软X射线-EUV波段常用的光电阴极材料—碱卤化物的次级电子产出,分析了微通道板(MCP)的次级电子产出。建立了测量MCP量子探测效率的装置,并推导出MCP量子探测效率的计算公式,测量了MCP在软X射线-EUV波段的量子效率以及MCP量子效率随掠入射角的变化。其次,建立了球面实芯微通道板的制备装置,利用高温热成型方法制备出曲率半径为150 mm球面MCP,利用光刻技术制备出有效直径为48 mm的楔条形感应电荷位置灵敏阳极,在此基础上集成了一套使用球面MCP和感应电荷位置灵敏阳极的两维光子计数成像探测器。再次,研制出包括快速前端模拟电路与后续数字电路的成像读出电路,编制了能矫正图像畸变的图像实时采集和处理软件。最后,建立了MCP探测器空间分辨率、图像线性的检测装置,对研制出的探测器性能进行了检测,检测结果表明:探测器的各项技术指标完全满足要求。 相似文献
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基于CE-3极紫外(EUV)相机最高工作温度为70 ℃的要求,对EUV相机的微通道板(MCP)位置灵敏阳极光子计数成像探测器实验件在70 ℃时的性能进行了研究,该探测器主要由工作在脉冲计数模式下的MCP堆、楔条形感应电荷阳极及相关的模拟和数据处理电路组成。为了获得稳定的MCP堆电子增益及较小的暗计数率,对MCP堆进行了预处理,包括380 ℃条件下真空高温烘烤18 h,以及电子清刷100 μA·h,并测量了预处理前后暗计数率;测量了探测器工作在室温和70 ℃时的暗计数率、空间分辨率、增益,测量结果表明探测器的空间分辨率为5.66 lp/mm,与室温下空间分辨率相同,暗计数率虽然小于1 counts/(s·cm2),但70 ℃暗计数率是室温的2~5倍;对探测器的使用寿命进行了初步分析。实验结果和分析表明探测器在空间分辨率、暗计数率、使用寿命等方面均满足EUV相机的要求。 相似文献
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基于远紫外(FUV)成像光谱仪对所用光子计数成像探测器高计数率、高空间分辨率的要求,研制出使用感应电荷位置灵敏阳极的FUV波段二维光子计数成像探测器原理样机,该探测器主要由工作在脉冲计数模式下的微通道板(MCP)堆、楔条形(WSA)感应位敏阳极及相关的模拟和数据处理电路组成。感应电荷WSA阳极探测器的分辨率主要由前端模拟电路的信噪比决定,而信噪比与整形放大器的整形时间有关,整形时间越长,信噪比越高,模拟电路的输出计数率越低。测量了整形时间分别为0.25、0.5、1、2、4μs条件下探测器的分辨率及计数率,测量结果表明探测器的分辨率为3~9lp/mm,最高计数率为11~105kcounts/s,只有0.5μs整形时间放大器能满足FUV成像光谱仪对分辨率和最高计数率的要求。 相似文献
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为消除微通道板光子计数探测器系统中电子噪声的干扰,研究了探测器分割噪声的来源,并提出利用COMSOL软件仿真计算分割噪声的方法.利用有限元方法对基于Vernier阳极探测器的成像过程进行三维建模,实现了一组5×5针孔阵列的模拟成像,计算出Vernier阳极分割噪声所产生的电子云质心位置的偏移量,验证了Vernier阳极探测器成像编码的正确性与仿真研究分割噪声的可行性.通过分析不同参量的阳极面板,利用数值拟合方法,得到电子云质心偏移量与阳极面板设计参量之间的关系.在固定面板参量的前提下,可以通过提高微通道板增益来有效降低分割噪声对质心位置偏移影响. 相似文献
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微通道板出射电荷云尺寸与微通道板增益、微通道板输出面和楔条形阳极间距离以及阳极加速电压等因素有关.到达阳极的电荷云尺寸对紫外光子计数探测器的成像性能有重要影响.本文研究了电荷云尺寸对紫外光子计数成像系统成像性能的影响,论述了调制畸变和"S"畸变两种图像畸变及其产生的原因,采用蒙特卡洛方法模拟了不同尺寸的电荷云对阳极解码的影响.实验测试了微通道板和阳极间距离、微通道板增益以及阳极加速电压对紫外光子计数成像系统成像性能的影响,并给出了实际解决调制畸变和"S"畸变的有效方法.
关键词:
光子计数成像
楔条形阳极
微通道板
阳极探测器 相似文献
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在陶瓷基底上利用电子束蒸镀方法制备了Si薄膜,用作感应读出方式光子计数成像系统的电荷感应层,并研究了薄膜的结构特征和表面形态.X射线衍射(XRD)测试和场发射扫描电子显微镜(FESEM)图像表明,沉积的Si薄膜为无定形态,由于陶瓷晶界的存在,薄膜较粗糙.搭建了相应的实验系统,对比了采用不同厚度Si薄膜时系统的空间分辨率、计数率、脉冲高度分布曲线等,发现薄膜的厚度对探测器的计数率影响较大.此外,实验还对比了采用相同电阻值的Si薄膜和常用的Ge薄膜时系统的性能.研究表明,采用Si薄膜时系统的畸变较小、计数率高 相似文献
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极紫外波段微通道板光子计数探测器 总被引:2,自引:0,他引:2
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。 相似文献
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A position-sensitive detector is designed for neutron detection. It uses a single continuous screen of a self-made lithium glass scintillator, rather than discrete crystal implementations, coupling with a multi-anode PMT (MaPMT). The scintillator is fast and efficient; with a decay time of 34 ns and thermal neutron detection efficiency of around 95.8% for the 3 mm thick screen, and its light yield is around 5670 photons per neutron and 3768 photons per MeV γ rays deposition. The spatial resolution is around 1.6 mm (FWHM) with the energy resolution around 34.7% by using α (5.2 MeV) rays test. 相似文献
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Brewer CA Brizuela F Wachulak P Martz DH Chao W Anderson EH Attwood DT Vinogradov AV Artyukov IA Ponomareko AG Kondratenko VV Marconi MC Rocca JJ Menoni CS 《Optics letters》2008,33(5):518-520
We have demonstrated near-wavelength resolution microscopy in the extreme ultraviolet. Images of 50 nm diameter nanotubes were obtained with a single ~1 ns duration pulse from a desktop-size 46.9 nm laser. We measured the modulation transfer function of the microscope for three different numerical aperture zone plate objectives, demonstrating that 54 nm half-period structures can be resolved. The combination of near-wavelength spatial resolution and high temporal resolution opens myriad opportunities in imaging, such as the ability to directly investigate dynamics of nanoscale structures. 相似文献
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V. S. Litvin S. I. Potashev V. I. Razin R. A. Sadykov 《Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics》2011,75(2):229-231
A position-sensitive wire-strip detector for thermal and cold neutrons is developed. The neutron converter is a 5-μm layer
of 10B. Secondary α-particles are captured in a 1-mm gap of 73%Ar + 25% CO2 + 2% SF6 gas mixture at atmospheric pressure. The gas gain is ensured by an array of 20-μm wires of gold-coated tungsten. 相似文献
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P. W. Wachulak M. C. Marconi A. Isoyan L. Urbanski A. Bartnik H. Fiedorowicz R. A. Bartels 《Opto-Electronics Review》2012,20(1):1-14
Imaging systems with nanometer resolution are instrumental to the development of the fast evolving field of nanoscience and
nanotechnology. Decreasing the wavelength of illumination is a direct way to improve the spatial resolution in photon-based
imaging systems and motivated a strong interest in short wavelength imaging techniques in the extreme ultraviolet (EUV) region.
In this review paper, various EUV imaging techniques, such as 2D and 3D holography, EUV microscopy using Fresnel zone plates,
EUV reconstruction of computer generated hologram (CGH) and generalized Talbot self-imaging will be presented utilizing both
coherent and incoherent compact laboratory EUV sources. Some of the results lead to the imaging with spatial resolution reaching
50 nm in a very short exposure time. These techniques can be used in a variety of applications from actinic mask inspection
in the EUV lithography, biological imaging to mask-less lithographic processes in nanofabrication. 相似文献