6×6BGO晶体阵列电磁量能器的研制及低能光子测量

研制了6×6锗酸铋晶体阵列式探测器,作为高分辨全吸收电磁量能器模型.晶体阵列由36块截面为20mm×20mm、长度为200mm的国产锗酸铋晶体组成,采用光电倍增管读出,从阳极及一个打拿极同时输出讯号,以满足大动态范围线性要求.在静电加速器上应用若干(p,γ)反应产生的单能光子进行了测试.结果表明:在所测21MeV以下范围内,能量响应线性;能量分辨率表现为予期的E^－1/2关系,与国际上现有同类装置比较具有最佳能量分辨性能.     

配有BGO晶体阵列的L3强子量能器性能的模拟测试

本文介绍子配有BGO(锗酸铋)晶体阵列的L3铀强子量能器性能的模拟测试.对L3强子量能器以及测试实验作了简要介绍,并给出了该量能器对4—20GeV能量范围的π介子的能量分辨率、e/π响应比、角分辨、能量分辨率随入射π介子方向的变化以及强子穿透率等实验结果.     

AMS02电磁量能器三维重建

研究了AMS02电磁量能器簇射三维重建, 发展出一个新的三维重建程序, 并用 蒙特卡罗模拟以及2002年束流测试数据对其进行了检验．该程序应用两次方向 重建、结合光纤衰减修正、横向以及纵向能量泄漏补偿, 完整地对事例进行了 重建, 得到了较为理想的能量分辨率和角度分辨率．     

BGO晶体的布里渊散射与弹性系数测量

ＢＧＯ晶体的布里渊散射与弹性系数测量刘金全＊陈浩＊刘玉龙（中国科学院物理研究所北京１０００８０）（＊北京大学北京１００８７１）肖季驹（香港城市大学物理及材料科学系）ＥｌａｓｔｉｃＣｏｎｓｔａｎｔｓｏｆＢＧＯｂｙＢｒｉｌｏｕｉｎＳｃａｎｔｅｒｉｎｇＬｉ...     

光子晶体内的光强测量

在制造小型自由电子激光器过程中，荷兰屯特大学的研究川队发现丫如何测越光子晶体内辐射强度分布的方法。     

用作电磁量能器材料的国产大尺寸锗酸铋晶体的性能研究

本文报道国产大尺寸锗酸铋晶体光子探测性能的实验研究结果. 采用Bridgman方法生长的二十九块晶体样品在能量分辨、光输出以及产品性能的稳定性方面总体地优于国外相似尺寸的产品; 沿晶体长度的光输出变化达到了±1%的水平. 比较了晶体不同包装方式的效果. 研究了几何形状对于晶体探测性能的影响.     

BESⅢ晶体量能器设计中的蒙特卡罗研究

在BESⅢ晶体量能器的设计、研制过程中,利用7×7CsI晶体探测单元的模拟程序,对其性能做了精细的蒙特卡罗研究.给出了与非相干噪声、能量线性、晶体光输出均匀性、位置依赖等相关的模拟结果.     

基于非对称微波光子晶体的电磁二极管

通过引入具有类电磁诱导透明效应的超材料,非对称光子晶体谐振腔的透射特性得到了极大的优化,包括透射峰的品质因子和谐振腔模所对应的电磁场强度.品质因子的提高与非对称场强局域的增强有利于高性能电磁二极管的实现.我们在引入非线性材料的微带波导系统中验证了该方案.实验结果显示,此二极管在1.329 GHz的工作频率下可产生高达19.7 dB的透射对比度,同时输入功率强度仅为7 dBm.此外,我们提出的方案并没有大幅增加器件体积和剧烈降低信号透过率.这些特性的亚波长尺度实现将有益于集成光学回路的小型化.     

BESⅢCsI晶体量能器设计中的优化

在BESⅢ晶体量能器的设计、研制过程中,对其性能进行蒙特卡罗研究,从而优化设计方案.     

基于光子晶体波导定向耦合的光子晶体分/合频器

在完整二维光子晶体中引入线缺陷后,就形成了光子晶体波导。将时域有限差分法(FDTD)和平面波法作为光子晶体理论研究的工具。研究结果表明,光子晶体波导之间的耦合遵循普通介质波导耦合的一般规律,有定向耦合的功能;将两个具有不同耦合长度的光子晶体波导定向耦合器顺序集成在一起,可以组成一个三波长的光子晶体分/合频器。     

均匀取样电磁量能器能量纵向泄漏的修正

研究对铅-闪烁光纤夹层电磁量能器能量纵向泄漏的纠正.对AMS02电磁量能器2002年束流测试的数据进行了分析,用Γ函数拟合的方法和末层沉积能量法对量能器的能量纵向泄漏进行了修正.经过修正后的能量线性变好,能量分辨率显著提高.末层沉积能量法对于能量分辨率的提高效果更为明显.     

一维缺陷光子晶体温度的测量

采用Si和SiO₂两种介质材料构造一维缺陷光子晶体,缺陷层介质为Si,利用传输矩阵法对带有缺陷的一维光子晶体的传光特性进行了理论分析,并得到其带隙特性.由于缺陷的存在,使得光子晶体的透射谱中产生缺陷峰.当被测温度变化时,根据两种介质的热光效应和热膨胀效应,光子晶体介质和缺陷层的光学厚度和折射率发生变化,透射谱缺陷峰产生漂移,由缺陷峰的中心波长漂移量得到被测温度的大小.构建了一维缺陷光子晶体测量温度的实验系统,实验结果表明缺陷峰中心波长与光子晶体所受的温度呈线性关系,测量灵敏度为0—2 关键词： 温度测量 一维光子晶体 传输矩阵法 缺陷峰     

一维缺陷光子晶体温度的测量

采用Si和SiO₂两种介质材料构造一维缺陷光子晶体，缺陷层介质为Si，利用传输矩阵法对带有缺陷的一维光子晶体的传光特性进行了理论分析，并得到其带隙特性.由于缺陷的存在，使得光子晶体的透射谱中产生缺陷峰.当被测温度变化时，根据两种介质的热光效应和热膨胀效应，光子晶体介质和缺陷层的光学厚度和折射率发生变化，透射谱缺陷峰产生漂移，由缺陷峰的中心波长漂移量得到被测温度的大小.构建了一维缺陷光子晶体测量温度的实验系统，实验结果表明缺陷峰中心波长与光子晶体所受的温度呈线性关系，测量灵敏度为0—2     

1×4光子晶体波导分束器的特性

在完整的二维光子晶体中引入线缺陷,形成了光子晶体波导,光子晶体波导分束器是集成化光学电路的重要组成元件。我们设计了一种线缺陷1×4光子晶体分束器,并且用有限时域差分法研究了它的特性。研究表明,输出端的透射传输特性与入射光的波长和分支的几何形状有关,并且入射波分别相等地流入四个输出端口。为了减少1×4分束器在三个Y型分支区的反射,可以通过调节在分支区的可调介质柱的半径R,使每个输出端口具有很高的透射率。     

光子晶体的能态密度及带隙特性

基于平面波展开法数值模拟了硅、锗、磷化铝和氮化镓三代半导体材料构成三角晶格光子晶体的带隙特性,并且验证了文献[3]中这几种材料构成光子晶体能态密度的分布,两者数据吻合较好,研究结果为光子晶体器件的构造提供理论依据。     

利用宇宙线对BESⅢ量能器CsI(Tl)晶体探测器单元的测量

利用宇宙射线进行探测器模型的性能测试是高能物理普遍采用的方法, 其中最重要的步骤之一就是确定宇宙线入射的准确位置和径迹. 多数采用丝室探测器来进行宇宙线的精确定位, 需要很高的造价和复杂的电子学系统. 本文介绍一种简单的定位方法, 采用塑料闪烁体条加波移剂光纤编码读出的方式, 可以实现精度为1cm的定位. 据此建立了一套实验装置, 对BESⅢ电磁量能器CsI(Tl)晶体探测器单元的光输出强度和不均匀性进行了测量.     

北京谱仪Ⅲ电磁量能器触发系统的模拟研究

利用北京谱仪Ⅲ探测器模拟和触发系统模拟程序,研究了北京谱仪Ⅲ电磁量能器的触发方案.根据物理目标设计了中性事例触发,巴巴事例判选和带电事例触发的方案,优化了各触发条件的参数,并仔细研究了对本底的排斥能力.研究了一批典型的物理道,给出了它们的触发效率,同时给出了预期的本底触发事例率.     

光子晶体中二能级原子的自发辐射

研究光子晶体中二能级原子的自发辐射。由于光的局域化以及缀饰态之间的量子相互作用 ,由局域场、传输场、弥散场组成的原子的辐射场发生变化 :随着激发态能级由禁带移往通带 ,发现局域场中的能量通过弥散场向传输场转移。当局域场和传输场共存时 ,激发态能级上的原子布居数的演化具有准振荡行为 ;当局域场和传输场不共存时 ,原子布居数的演化不具有准振荡行为。另外 ,激发态能级上的稳态原子布居数也发生改变。这些性质不仅依赖于原子的激发态能级ω1与光子频率能带边缘ωc 的相对位置δ,同时也依赖于光子晶体中带边缘的光子态密度 ρ(ωk) (或带边光滑参数ε)。     

光子晶体能态密度的电磁场特性

基于时域有限差分法,以半导体材料CdSe和CdTe构成二维三角晶格光子晶体,数值模拟了它们的光子晶体能态密度电磁场特性。结果表明,CdSe和CdTe构成二维三角晶格光子晶体具有较好的光子带隙,形成的带隙宽度随介电常数差值的增大而增大。研究结果为光子晶体器件的开发提供参考。