反应显微成像谱仪动量及能量分辨因素分析

在对反应显微成像谱仪的工作原理作简要介绍的基础上,全面分析了各种可能影响动量分辨的因素,并结合反应显微成像谱仪的技术参数分别对反冲离子动量分辨以及电子动量与能量分辨进行了详细计算和讨论,确定了反应显微成像谱仪的动量及能量分辨,并为进一步提高分辨提供了重要依据. 关键词： 动量分辨 能量分辨 反应显微成像谱仪 动量成像原理     

近物所量子多体动力学实验研究反应谱仪

介绍利用反应显微成像谱仪实验研究高电荷态离子与原子分子碰撞动力学的技术，讨论了实验测量反应末态全部离子和电子动量矢量，得到反应末态动量空间的全部信息，从而反演碰撞反应动力学过程的路线。描述了在近物所开展量子多体动力学实验研究的计划。     

近物所量子多体动力学实验研究反应谱仪

介绍利用反应显微成像谱仪实验研究高电荷态离子与原子分子碰撞动力学的技术,讨论了实验测量反应末态全部离子和电子动量矢量,得到反应末态动量空间的全部信息,从而反演碰撞反应动力学过程的路线.描述了在近物所开展量子多体动力学实验研究的计划.     

基于XUV激光脉冲和反应显微成像技术的原子分子光物理实验平台

基于高次谐波技术的超快激光系统可以通过控制脉冲时序实现对目标量子态的精准操控,反应显微成像谱仪实现了4π立体角内对量子少体碰撞过程的准确测量,两项先进系统的结合将极大拓展量子少体动力学研究的领域。目前,高次谐波的单频选择至关重要,同时反应显微成像谱仪的分辨率受真空度及冷靶分散度的影响较大。中国科学院近代物理研究所通过采用多级差分、钛真空靶室的设计,使得谱仪的真空度达到10–11 mbar量级,有效降低了本底噪声的影响;升级改造传统超音速冷靶系统的靶束产生装置,实现了靶厚度的自由调控,大大提高了探测器记录事件的准确性;本实验平台结合高次谐波产生多阶XUV脉冲单能化技术,实现了单能XUV超快激光系统和反应显微成像谱仪成功结合,该系统可以产生能量范围在20~100 eV之间的XUV脉冲,能够研究电离能或解离能在100 eV以下的原子分子动力学过程。     

兰州充气谱仪的焦平面探测系统

在兰州充气谱仪上,设计安装了一套新的焦平面探测系统,该系统包括飞行时间(TOF) 探测器、盒型硅(Si-box) 探测器阵列和反符合(Veto) 探测器3 部分。Si-box 探测器阵列是由3 块位置灵敏硅探测器(PSSD) 和8 块周边硅探测器(SSD) 构成,它对注入核的 衰变的探测效率达到80% 左右。Si-box 探测器阵列与TOF 探测器关联可以有效区分注入信号和 衰变信号。Veto 探测器与Si-box 探测器阵列和TOF 探测器关联可以反符合掉高能轻粒子对注入信号和 衰变信号的干扰。简要介绍了PSSD 的能量和位置刻度方法。这套探测器系统已经应用于40Ca+175Lu 和40Ca+169Tm 的实验。实验结果表明,该探测器系统具备很好的本底抑制能力,能够给出干净的a衰变能谱,结合能量-时间-位置关联测量方法可以实现对单原子的探测和鉴别,总体上达到了预期的设计要求。A new designed focal plane detection system was mounted at the gas-filled recoil separator at Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences, which consisted of a time-of-flight (TOF) detector, a silicon-box (Sibox) detector array and a silicon veto detector. Three position sensitive silicon detectors (PSSD) were surrounded by eight side silicon detectors (SSD) without position sensitive, forming a box of the detector open from the front side. The detection efficiency for -decays of implanted nuclei was about 80%. The anticoincidence condition for the signals from the TOF detector and Si-box detector array was used to distinguish between the pulses originating from the implanted nuclei and their -decays. The veto detector information was used to discriminate events due to high-energy charged particles．External energy calibration and position calibration of PSSD are described concisely in this work. This systemhas been used in experiments of 40Ca+175Lu and 40Ca+169Tm. Clean a-decay spectra obtained in these reactions indicated the detection system has a good performance in background suppression. Evaporation residues can be identified by the energy-time-position correlation method. On the whole, the new designed focal plane detection system has achieved thedesign requirements.     

基于反应显微成像技术的物理实验平台构建与研究

物理的发展与应用,旨在推动人们更好的认识世界与改造世界。在物理探究的环节中,各种技术手段的出现与发展,为物理探究工作奠定坚实的基础。尤其在疫情期间,线上教学平台尤其是线上的实验教学倍受教育者关注,因此强化研究与构建物理实验平台已经成为目前众多学者研究工作的重点。反应显微成像技术能深入发现微小的物理世界,为物理实验提供技术支撑。所以本文重点研究在反应显微成像技术之下如何构建物理实验平台,通过本文的研究能够掌握显微成像技术的原理,并且在物理实验平台构建领域能有所助益。     

基于FPGA小型化谱仪控制台的设计

针对核磁共振波谱仪中控制台的功能需求,考虑到仪器小型化的趋势,提出了基于FPGA和ARM的小型化控制台设计方案. 该方案具有体积小、处理速度快、控制精准、开发周期短和成本低等特点. 该文着重介绍了FPGA在系统中的功能实现,包括命令字接收、参数配置、脉冲发射和数据采样模块. ARM嵌入式模块实现控制台与上位机的以太网通信,以及和FPGA的高速并行总线通信,使控制台内部运行不受网络状况的干扰. 最后针对该设计方案提出几点改进建议.     

北京谱仪(BESⅡ)的飞行计数器(TOF)时间和分辨率的修正

随着北京谱仪上5800万J/ψ数据的获取,为了获得较好的物理结果,必须有很好的粒子鉴别.鉴于北京谱仪Ⅱ飞行时间计数器(TOF)对粒子鉴别的特殊重要性,有必要对飞行时间计数器的时间测量和分辨率进行研究.本文利用北京谱仪Ⅱ已获取的5800万J/ψ数据,对飞行时间计数器的时间和分辨率进行修正,最后给出修正结果以及修正后的鉴别效率.     

GEANT4对飞行时间谱仪单块闪烁体的模拟研究

基于GEANT4对飞行时间谱仪单块闪烁体进行了系统的模拟研究,得出了飞行时间谱仪的本征时间分辨.并对BC404和BC408两种类型的塑料闪烁体材料以及闪烁体与光电倍增管的耦合方式做了比较研究,得到了比较结果.这些结果对BESⅢ粒子鉴别系统的设计有着指导意义.     

北京谱仪(BESⅡ)的飞行时间计数器(TOF)蒙特卡罗模拟的改进

北京谱仪Ⅱ经过1995年升级后,其TOF系统对Bhabha事例的电子时间分辨率是180ps^[1],相对北京谱仪Ⅰ的330ps有了很大的改进.随着硬件性能的提高,其相应的软件系统(包括刻度,重建),特别是蒙特卡罗模拟,也必须作相应的改进.本文利用北京谱仪Ⅱ已获取的5000万J/ψ数据,对飞行时间计数器的时间分辨率进行认真的研究,通过比较现有的模拟数据和真实数据的结果,对飞行时间计数器的模拟进行改进,最后给出改进后的模拟数据和真实数据的比较结果,两者符合得很好.     

ARGO-YBJ实验“Scaler模式”计数的气象效应

对中意合作西藏ARGO\|YBJ实验“Scaler模式”下次级宇宙线计数的气象效应进行了讨论, 计算了计数率与大气压强、 室外温度、 大气电场及实验大厅内温度、 湿度等5个气象参量的偏相关系数。结果表明, 大气压强与次级宇宙线计数有很强的负相关, 与室外温度也有一定的负相关, 而实验大厅顶部的大气电场与实验记录的次级宇宙线计数基本没有关联。 另外, 实验大厅内温度也是影响次级宇宙线地面测量的一个重要因素, 实验大厅内的湿度也有一定影响。 随着符合多重数的增加, 实验大厅内温度和湿度的影响变得不再重要。 另外, 对次级宇宙线计数率进行了多参量的气象效应修正。 结果表明, 这种修正是可靠的, 为进一步利用ARGO\|YBJ实验“Scaler模式”下的实验数据进行各种物理分析打下了基础。     

设计数字温度计实验的改进

分析AD590设计数字温度计的工作原理,通过简单改进提高实验的精度,并扩展了设计数字温度计的应用空间。     

KBA显微镜成像系统的成像模拟及X光成像实验的研究

KBA显微镜是一种非轴对称、非共轴的掠入射成像系统。其结构复杂,调节精度要求很高,在实际成像实验操作中难以掌握其成像特性。利用光学设计软件模拟其成像,对系统的调节和成像分析提供有益的参考。利用光学设计软件ZEMAX模拟了KBA显微镜对点源的成像过程,给出了KBA显微镜成像系统的焦深约为1 mm,景深为50 mm左右。并且由模拟可知,掠入射角对成像的影响很大。对像素尺寸约10μm的探测设备,模拟得出KBA成像系统的空间分辨力上限为3μm左右。基于星光Ⅱ装置对周期为20μm的网格靶成像,获得了KBA显微镜较为清晰的X光图像。该项工作为进一步开展掠入射成像系统的研究奠定了基础。     

Plans for atomic physics with highly-charged ions at Lanzhou

The upgraded radioactive ion beam line of Lanzhou and the project of the cooler storage ring of Lanzhou are presented in this paper. The plans for atomic physics with highly charged ions at the cooler storage ring are discussed briefly, including precision spectroscopy of highly charged ions, free- and laser-induced electron–ion recombination, test of special relativity, hyperfine structure of radioactive ions, lifetime measurements, and internal target experiments. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

二溴卡宾与CH3OH多通道反应的理论计算

对单、三重态CBr2与CH3OH的多通道反应进行了理论计算. 在b3lyp/6-311g*水平上优化了势能面上构型并进行了构型确认. 计算了各物种经零点能校正的CCSD(T)能量. 结果表明, 单重态CBr2既可以与O－H键插入生成1,1-二溴代甲醚P1 (CH3OCHBr2), 也可以与C－H键插入生成2, 2-二溴代乙醇P3(Br2HCCH2OH). 同时, 存在单重态CBr2与CH3OH抽提双氢生成Pabs(CH2O+CH2Br2)的反应. 采用统计热力学及Wigner校正的Erying理论研究了主反应通道的热力学及动力学性质, 并对反应通道上的关键点进行了NBO和AIM分析.     

用于数码显微镜的白平衡校正方法

提出了一种用于数码显微镜的非线性白平衡方法.以标准D65光源光照下孟赛尔色卡每个色块的XYZ三刺激值和所成图像中的RGB值为训练样本,用神经网络建立不同数码显微镜拍摄的RGB输出与XYZ三刺激值之间的关系;再通过Estevens矩阵把XYZ三刺激值转换成人眼感光器所接受到的刺激值,并进行非线性计算;最后把计算结果转换回RGB空间,从而得到白平衡后的图像.实验结果表明,该方法所得的白平衡校正结果更加接近标准白光照射下的图像颜色.在光源色纯度较高的情况下,采用调整通道增益的方法变化幅度较大,而采用本文提出方法结果更加稳定;特别是当光源的色纯度过大使得图像中某个颜色通道的值接近0的时候,用调整三通道增益的方法已经完全失去了校正作用,而采用本文中的非线型方法仍然可以得到好的校正结果.同时,此方法中建立的神经网络模型反映的是成像设备的RGB空间到XYZ空间的转换特性,对于不同的光照条件,此特性不变,因此对于不同光源不需要分别建立神经网络模型.     

用于数码显微镜的白平衡校正方法

提出了一种用于数码显微镜的非线性白平衡方法.以标准D65光源光照下孟赛尔色卡每个色块的XYZ三刺激值和所成图像中的RGB值为训练样本,用神经网络建立不同数码显微镜拍摄的RGB输出与XYZ三刺激值之间的关系;再通过Estevens矩阵把XYZ三刺激值转换成人眼感光器所接受到的刺激值,并进行非线性计算;最后把计算结果转换回RGB空间,从而得到白平衡后的图像.实验结果表明,该方法所得的白平衡校正结果更加接近标准白光照射下的图像颜色.在光源色纯度较高的情况下,采用调整通道增益的方法变化幅度较大,而采用本文提出方法结果更加稳定;特别是当光源的色纯度过大使得图像中某个颜色通道的值接近0的时候,用调整三通道增益的方法已经完全失去了校正作用,而采用本文中的非线型方法仍然可以得到好的校正结果.同时,此方法中建立的神经网络模型反映的是成像设备的RGB空间到XYZ空间的转换特性,对于不同的光照条件,此特性不变,因此对于不同光源不需要分别建立神经网络模型.     

二溴卡宾与CH3OH多通道反应的理论计算

对单、三重态CBr2与CH3OH的多通道反应进行了理论计算. 在b3lyp/6-311g*水平上优化了势能面上构型并进行了构型确认. 计算了各物种经零点能校正的CCSD(T)能量. 结果表明, 单重态CBr2既可以与O－H键插入生成1,1-二溴代甲醚P1 (CH3OCHBr2), 也可以与C－H键插入生成2, 2-二溴代乙醇P3(Br2HCCH2OH). 同时, 存在单重态CBr2与CH3OH抽提双氢生成Pabs(CH2O+CH2Br2)的反应. 采用统计热力学及Wigner校正的Erying理论研究了主反应通道的热力学及动力学性质, 并对反应通道上的关键点进行了NBO和AIM分析.