非制冷红外探测器读出电路的非均匀性研究

对于长线列的非制冷红外探测器组件, 不同探测元之间的非均匀性是衡量电路设计的关键指标. 为了实现长线列非制冷红外探测器的高性能读出, 本文设计了一种基于电流镜方式的非制冷红外探测器160线列读出电路, 电路由电流镜输入模块、电容负反馈互导放大器模块及相关双采样输出模块组成. 电路采用0.5 μm工艺制作完成. 通过合理设置电路中MOS管的参数和布局电流镜版图, 电路的非均匀性有了明显地改善. 通过测试, 电路的非均匀性小于1%, 器件总功耗约为100 mW, 并具有良好的低噪声特性, 输出噪声小于1 mV, 输出摆幅大于2 V. 该电路与160线列非制冷红外探测器互连后, 能较好地完成红外信号的读出, 在积分时间为20 μups的情况下, 器件的响应为0.294 mV/Ω, 整体性能良好. 该电路的研制对超长线列的非制冷红外冷探测器读出电路研制奠定了重要的技术基础.     

用于TES读出的两级SQUID电流放大器及时分复用电路设计与仿真（英文）

本文报道了用于转变边缘传感器(Transition Edge Sensor)读出的两级超导量子干涉器件(Superconducting Quantum Interference Device)放大器电路设计,通过电流分辨率、增益、带宽等考虑对电路参数进行设计,并采用WRspice建立电路仿真模型进行参数优化.电路通过引入磁通锁定环(flux locked loop)实现了大动态输入的确定放大倍数线性放大器,并采用时分复用读出策略对TES阵列进行读出.本文分析方法及仿真模型对于设计及验证大规模复杂TES阵列读出电路提供了一种有效的参数优化手段.     

光学仪器 X射线、紫外线及其仪器

O434．12 2005032386 X射线数字化仪在弹道研究中的应用=Application of X- ray digital imaging instrument to ballistics study[刊,中]／ 田慧(南京理工大学瞬态物理国家重点实验室．江苏,南京 (210094)),袁伟群…∥南京理工大学学报．-2005,29 (1)．-46-48 研制了采用CCD逐行扫描技术的X射线数字化仪, 与Scandiflash射线源构成瞬态脉冲X射线诊断系统,并将 之应用于弹道研究。该数字化仪采用光电成像器件,将光     

基于成像板-X射线条纹相机的精密耦合技术

为实现惯性约束聚变(ICF)实验中同时获取靶点的X射线1维动态和2维静态积分图像,提出了一种全新的X射线图像采集方法。结合成像板与X射线条纹相机的工作特性,通过在阴极狭缝前精密耦合成像板,实现X射线图像到达狭缝的同时采集其外围区域的静态积分图像。该方法具有对靶点X射线图像的1维动态与2维静态图像对比分析、成像系统像面位置精密空间定位的功能。利用该方法在神光Ⅱ装置上实现搭载Kirkpatrick-Baez(KB)显微镜获得内爆靶球压缩流线图,并应用于流体不稳定性实验中。     

TDI CMOS图像传感器曝光时间优化方法研究

为了提高时间延迟积分互补金属氧化物半导体(TDI CMOS)图像传感器的成像质量,研究了TDI CMOS图像传感器中曝光时间的选取对成像质量的影响。基于行滚筒曝光读出原理,分别分析了曝光时间对信噪比(SNR)和调制传递函数(MTF)的影响机理,根据分析结果,提出在级数已选定的情况下,曝光时间的选取存在最优值,此时得到的图像质量较好。为验证结论,基于自主研发的TDI CMOS图像传感器芯片及现场可编程门阵列(FPGA)开发板,搭建了TDI CMOS图像传感器成像测试系统。实验中采用MTF×SNR作为评价图像质量的指标,实验结果表明,在选定的相机参数下,积分级数为8级,光强为20 lx时,TDI CMOS图像传感器曝光时间选取64 ms时所得到的图像质量最好,此时MTF×SNR最大。     

摄影光学 高速摄影及其装置

TB853．17 2006065270高速转镜式条纹相机同步传感器和速度传感器=Synchro- nous sensor and velocity sensor in high speed rotating-mir- rot streak cameras[刊,中]/邹翔(电子科技大学光电信息学院,四川,成都(610054)),叶玉堂…//光电子技术与信息．—2006．19(3)．—58-61分析了高速转镜式条纹相机扫描速度不均匀性的起     

光电子技术与器件 电视、电视技术

TN948．41 2005053727 CMOS 64×64焦平面高帧频摄影机的研制=Development of CMOS 64×64 focal plane camera with high frame-fre- quency[刊,中]／彭秀华(重庆光电技术研究所．重庆 (400060)),蒋志伟…∥半导体光电．-2005,26(1)．-62- 65 给出了CMOS 64×64焦平面高帧频摄像机的电路框 图,叙述了摄像机的工作原理。详细地叙述了焦平面、探 测器响应度、信号读出电路的设计以及摄像机的可靠性设 计,并给出了焦平面的工作时序图。图10(严寒)     

自支撑CsI/PC膜及其X射线光电转换性能研究

为了获得大面积自支撑的高效率X射线光电转换材料,通过化学气相沉积和热蒸发镀膜工艺,制备出了大面积自支撑的CsI/PC膜,其中PC(聚碳酸酯)膜厚度为300nm,CsI膜厚度在100nm到1μm。通过扫描电镜、X射线衍射仪研究了镀膜速度和受潮对样品表面形貌结构的影响。利用MANSON光源的X射线对不同沉积速率和受潮程度的样品的X射线转换效率进行了研究。在北京同步辐射装置标定了样品X射线光电转换效率,其响应灵敏度峰值大于3000μA/W;将样品作为X射线光电阴极应用在X射线条纹相机上,在神光Ⅲ主机平台上获得了清晰的X射线图像。     

HL-2M 装置软 X 射线阵列系统前置放大器设计

系统地介绍了 HL-2M 装置上软 X 射线阵列系统的工程概念设计、组成部分、关键工艺和技术研制 等。根据 HL-2M 装置的特点(如高温烘烤,真空室空间不足等),在该系统前置放大器设计中采用了很低的失调电 压和超低的偏置电流的高速宽带放大电路来降低暗电流和噪声,使得系统适用于较长距离传输的光电前置放大场 合,从而首次实现了前置放大器外置于真空室的安装布局。该放大器将大大增强整套软 X 射线阵列系统在高温烘 烤条件下的可靠性。      

数码相机图像传感器技术

介绍了数码相机中图像传感器的关键技术和相关的新技术。目前广泛被使用的图像传感器是CCD、SuperCCD和CMOSImageSensor(互补性氧化金属半导体图像传感器)。在分析和介绍图像传感器的结构、读出方式、彩色滤光阵列(CFA)等技术内容的基础上,对数码相机设计采用的图像传感器在关键技术指标进行了综合对比。     

基于MARS系统的X射线能谱K-edge特性CT成像技术

针对传统的X射线CT系统因采用积分探测器难于鉴别材质的关键技术问题,基于MARS系统的X射线能谱CT,开展了X射线能谱K-edge特性的CT成像技术研究。通过对单一材质和混(复)合材质组成的物理模型的多个X射线能量段进行CT断层扫描,获得了材质的K-edge特性曲线,以此重建出了材质的CT图像。借助材质K-edge特性的CT断层图像,可以进行材质的鉴别分析或进行更多的材质认知信息的分析研究。与传统的X射线CT技术相比较,它可以提供更为丰富的X射线衰减信息。     

一种线性速度估计器在光电跟踪系统伺服控制中的应用

高性能的伺服控制除了需要高质量的控制器,还需要高质量的反馈信息。对于光电跟踪系统,通过位置和电流传感器可以提供位置和电流信息,而速度信息则需要通过处理测量信息得到。传统的差分方法会放大位置信息中的量化噪声,从而降低光电跟踪系统的精度。介绍了全维状态观测器及其基本原理,结合伺服控制系统电机模型架构,设计了一种线性速度估计器,并讨论了其参数选择问题。采用抗积分饱和PI控制器和积分分离PI控制器作为三环控制回路的控制器,在某型号光电跟踪系统对该算法进行了实验。实验结果证明,采用该算法的伺服控制系统基本无超调,上升时间0．43s,稳定时间0．65s,跟踪精度为1．78″,完全满足实际工程要求。     

用电流补偿法研究光电池的光照特性

采用电流补偿线路来实现测量电路电阻为零的短路条件，准确地测出不同光照下光电地的短路电流．     

固体X射线图像转换器

在医疗检查或材料的非破坏性检验方面,荧光屏或图像增强管是一种能把X射线图像立即转变成可见图像的器件。前者性能上有缺陷,后者则存在价格问题。为了弥补这些不足,试制了一种由场致发光材料和光电导材料构成的实验性图像增强屏。采用CdSe烧结膜作为光电导层,以改进普通图像增强屏的图像质量和响应特性。得到的结果为:X射线灵敏度——0.1伦/分,亮度——1呎朗伯、对比度——10％、分辨率——30条线/厘米、上升时间——10~(-2)～1秒。虽然还需要在灵敏度和响应特性上加以改进,但是,由于其他性能和普通的图像增强管接近,所以,这种图像增强屏作为一种轻便的X射线图像增强器,用于检查静态物体是实用的。     

激光应用 激光测量

TN247 2005031786 轮对轮缘磨耗的光电图像检测方法=Using optoelectronic image detecting method to measure the wear of wheel set flange[刊,中]／吴开华(杭州电子工业学院自动化分院．浙 江,杭州(310018)),张建华…∥光学技术．-2004．30 (5)．-535-537,540 提出用光电图像方法非接触检测车辆轮对的轮缘磨 耗。用高精度激光位移传感器实现轮缘内侧面的定位,用 激光线光源和高分辨CCD探测器获取轮缘轮廓,通过与     

光电子技术与器件 光电成像与器件

TN386．5 2005053721 CCD与CMOS图像传感器探测性能比较=Comparison of detection performance in CCD and CMOS image sensors [刊,中]/宋敏(大连民族学院光电子技术研究所．辽宁,大连 (116600))．郐新凯…∥半导体光电．-2005．26(1)．-5-9     

使用曲面微通道板和感应电荷位置灵敏阳极的软X射线-极紫外光子计数成像探测器研究

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。     

基于MARS系统的彩色CT图像重建

针对传统的X射线CT系统因采用积分探测器难于区分材质细微差别的关键技术问题,基于MARS X射线能谱CT系统,开展了彩色CT成像技术研究。研究结果表明,对被碘溶液腐蚀的橡胶管和注射有新型造影剂(金纳米微粒)的小老鼠进行多个X射线能量段的CT断层扫描,提取和量化不同能量范围橡胶管投影数据和小老鼠的CT图像,重建出橡胶管彩色投影图像和小老鼠胸腔彩色CT图像,展现了橡胶管内部复杂结构及金纳米微粒主要集中于小老鼠胸腔上部血管的信息,显示了X射线能谱CT刻画物质信息的细微差别能力和呈现物质不同组成成分的能力。     

应用光学—光学系统设计指南 第十六章 光电探测器和热探测器(续)

16.4.3 光电发射的光-电图象传感器光电发射图象传感器的基本工作原理概略地示于图16.64。光学图象成在光电发射屏K上。在“写入部分”,所释放的光电子聚焦在靶板或存储屏T的前面。经过某种过程,会在靶板的另一面引起电位变化,然后用管子读出部分的电子束加以扫描,跟普通的阳极射线管相似(见第6.3.1节)。这将使电位变化能以某种方法被“读出”。选择使所存积的电荷来控制靶板另一面电位的过程以及读出电位变化的方法,可制造出几种不同类型的管子,其中最重要的管型在下面几节讨论。     

X射线检测中高分辨率CCD相机及图像采集装置设计

通过选择ISD0 17AP型化妆品级CCD芯片和分析其主要性能 ,设计微光高分辨率制冷CCD相机的制冷电路 ,驱动时钟电路 ,输出信号A/D转换电路及微机EPP(增强并行口 )方式快速数据采集电路 ,研制X射线数字成像检测中慢扫描、高分辨率制冷CCD相机和图像采集装置 ,并和射线转换屏、光学系统等组成X射线数字成像系统。实验表明相机及其数据采集装置达到设计要求