WSZ极紫外探测器及其信号采集电路的研究

采用电荷分割方法设计了WSZ(Wedge-Strip and Zig)极紫外光探测器,其基于MCP的结构和单光子成像的特点使其在极弱光的探测方面具有独特的优势.设计了用于该探测器的快速三通道电荷放大电路和信号采集电路,以探测脉宽100～200 ms、总电荷量1～20 pC的电子脉冲.在真空条件下使用紫外光源对电路进行模拟试验,获得了峰值大小与阳极面板面积成比例的、噪音范围在10 mV以内的三路脉冲信号.模拟实验结果证明,该探测器预计分辨率有望达到100 μm×100 μm.     

有偏压中心对称光折变晶体中的屏蔽孤子

给出了中心对称光折变晶体中屏蔽孤子的高阶空间电荷场.当高阶项可以忽略时,这个电荷场就变为早前在中心对称光折变晶体中研究的屏蔽孤子的空间电荷场.研究了中心对称光折变晶体中屏蔽孤子的高阶非线性波动方程.在适当的条件下,这个非线性波动方程能够展示明暗空间光孤子.这类晶体不同于非中心对称晶体,其非线性折射率的改变来源于二次电光效应,而不是一般的线性电光效应.应用光束传播的方法,对这些孤子的稳定性进行了讨论.表明在小的微扰下这类孤子是稳定的,不会发生分裂.     

一维游标位敏阳极光子计数探测器

报道了一维游标位敏阳极光子计数探测器,详细介绍了一维游标位敏阳极的解码原理和设计结果.搭建了基于一维游标位敏阳极探测器的紫外光子计数探测系统.该系统工作于光子计数模式,可同时测量单光子事件的一维坐标.获得了对应入射光空间强度一维分布的脉冲计数分布图.通过测试,系统的分辨率优于100μm.该探测器可以实现极微弱的高能光子、电子和离子等粒子流强度分布的一维探测,因此可以用于深空探测、光谱测量、高能物理以及生物发光探测.     

30.4nm极紫外成像探测器的实验研究

报导了最新研制的30.4 nm极紫外成像探测器的实验研究结果.该探测器采用了楔条形阳极(WSA)、高增益v型级联微通道板组件、低噪声电子读出系统等先进技术,利用单光子计数成像技术在实验审成功获得了模拟图像.搭建了相应的实验系统,对探测器成像的线性度、空间分辨率、暗计数等性能进行了实验研究.结果表明,该探测器具有φ45 nm的有效面积,空间分辨率优于100μm,暗计数率低[0.4 count/(cm2·s]、成像线性度好、结构简单等优点.     

一种响应波长在120 nm～200 nm的紫外像增强器

介绍了一种响应波长在120 nm～200 nm的紫外像增强器。它是采用CsI直接蒸镀在MCP上形成反射式光电阴极,用MgF₂作为输入窗口,光纤面板作为输出窗的真空光电器件。管型采用近贴聚焦结构,从而使得弥散和像差得以减小,具有高的量子效率和空间分辨率。在静态测试中,空间分辨率可以达到18 lp/mm。该紫外像增强器可用于空间科学和天文观测领域。     

楔条形阳极探测器的性能测试与分析

对研制出的楔条形阳极探测器进行了性能分析与实验测试,分析了引起成像畸变的三个重要因素：到达阳极的电子云半径大小、阳极的电容耦合效应和电子读出电路的性能.电子云半径的过大或过小会相应引起成像的 “S”畸变或调制畸变,电容耦合效应和电路噪音也均会引起成像的畸变.此外,测试了探测器的暗计数率、线性度以及空间分辨率等性能,同时分析了微通道板在光照情况下的增益特性和暗计数的一般特性及其产生原因.测试结果表明探测器的成像畸变很小、线性关系较好,空间分辨率优于150 μm,微通道板的暗计数率低于0.4 count/s*cm2.     

基于LIBS技术对岩石识别的数据降噪方法

利用激光诱导击穿光谱技术进行原岩分类与识别存在可重复性差,数据残差值高等问题,导致其分类识别准确率较低.针对此问题,提出了一种基于格拉布斯准则法的异常值判别方法,该方法可以有效替换残差值较大的数据,从而降低分类识别算法过拟合的概率.使用线性判别分析法、随机森林分类法、支持向量机三种分类识别算法对岩石的LIBS光谱进行识别.在数据降噪前,三种方法的识别准确率为:线性判别分析法79.6%、随机森林分类法75.2%、支持向量机94.5%,而数据降噪后的识别准确率为:线性判别分析法92%、随机森林分类法97%、支持向量机99.4%.     

基于主成分载荷空间距离的LIBS特征谱线选择及 矿物元素丰度识别方法研究

以ChemCam团队公布的64个飞行前定标样品的浓度和激光诱导击穿光谱数据为对象,通过使用主成分分析载荷空间距离法对特定元素分析,筛选出对该元素最敏感的激光诱导击穿光谱谱线,并以此为依据进行矿物元素种类和丰度识别,其识别精度高达92.8%.结果表明,主成分分析载荷空间距离可以作为定量分析前矿物特定元素信息和元素丰度的判断依据.该方法降低了岩石/矿物分类的难度,有利于实现未知的矿物快速、高效的鉴别分析,为火星表面岩石种类鉴别分析提供了一个有效的策略.     

暗光伏孤子的实验研究

在LiNbO3∶Fe晶体中,采用相位掩模对部分空间非相干和相干暗光伏孤子进行了实验研究.实验观察到了部分空间非相干和相干的一维和二维暗光伏孤子,它们的形成来源于光伏效应,是自散焦效应和衍射效应平衡的结果.实验和理论分析表明,暗光伏孤子的形成与光的传输方向,强度梯度与晶体c轴夹角有关;只有在一定的条件下,才能得到稳态的部分空间非相干暗光伏孤子.     

相干场成像探测器噪声定量化占比模型

为解决激光相干场成像系统探测器噪声相对总噪声的定量化占比估计问题,分析探测器噪声是否为主要噪声源,提出一种探测器噪声占比权重定量化分析计算方法.基于光电子统计方法得到系统信噪比方程,并引入信噪比中间参数估计方程,建立了探测器噪声相对总噪声的占比权重定量化计算模型.结合理论分析与实验测量进行验证,结果表明:针对构建的相干场成像实验系统,探测器噪声占比权重达52%,进一步分析可知实验在大气相对宁静的夜晚进行,系统受背景光噪声和湍流噪声影响小,探测器噪声是主要噪声源.所提方法可有效估算探测器噪声占比权重,具有便捷、高效的特点,可用于实际相干场成像系统探测器噪声定量化评估测量分析.