基于高速肖特基二极管的100 ps瞬态取样门设计与仿真

 皮秒级瞬态取样门主要应用于激光聚变实验和高能物理实验中,对单次高速脉冲进行实时取样。提出了一种新颖的基于肖特基二极管桥的平衡取样门,给出其模型和具体电路设计。电路仿真结果表明,对称的选通设计保证了选通脉宽为100 ps时,取样间隔也为100 ps,取样门带宽为4.4 GHz,可应用于多路超短激光脉冲取样。     

三明治结构微机械静电伺服加速度计稳定性研究

对影响微加速度计稳定性的主要因素（外置偏压和横向加速度干扰）进行了详细分析，给出了最小临界偏压和最大可随横向加速度的计算公式，提出一种具有良好稳定性的四梁中心悬臂式结构。根据Matlab仿真结果，在大量程微加速度计典型结构参数下，惯性敏感单元可承受的最大横向加速度达2000g以上，远远满足实际需求。     

碲锌镉面元辐射探测器堆积载流子屏蔽效应

采用铑(Rh)靶45 kV X射线源进行了碲锌镉(CdZnTe)面元像素阵列探测器成像实验。实验结果表明：在探测距离1 mm,管电压45 kV条件下,管电流增大至20 μA时,辐照中心区域像素单元信号丢失,出现围绕辐照中心区域的边缘高事件计数环形探测图像。随着管电流的增大,无响应像素区域扩大,探测器总体事件计数明显降低。进一步根据泊松方程建立了CdZnTe晶体内部电势分布模型,仿真结果表明：单位面积光子通量为5×105 mm-2·s-1时,由于CdZnTe晶体较低的空穴迁移率,晶体内部存在堆积空穴载流子形成的高空间电荷密度分布区域。晶体内部电场产生扭曲,电子载流子无法迁移至对应阳极位置,导致辐照中心区域产生信号屏蔽效应。     

基于高速肖特基二极管的100 ps瞬态取样门设计与仿真

皮秒级瞬态取样门主要应用于激光聚变实验和高能物理实验中,对单次高速脉冲进行实时取样。提出了一种新颖的基于肖特基二极管桥的平衡取样门,给出其模型和具体电路设计。电路仿真结果表明,对称的选通设计保证了选通脉宽为100 ps时,取样间隔也为100 ps,取样门带宽为4.4 GHz,可应用于多路超短激光脉冲取样。     

亚纳秒脉冲传输线损耗分析

脉冲传输线的介质材料选择和参数设计对传输线的损耗具有至关重要的影响,根据分布参数理论和电磁场微波理论,给出环氧玻璃纤维FR-4和聚四氟乙烯F4B两种材料的损耗计算公式,在微带特性阻抗为50Ω,工作频率为10GHz时,FR-4和F4B的介质衰减系数分别为0.095 dB/cm和0.0023dB/cm;当微带厚度为18μm,介质材料厚度为0.25mm时,FR-4和F4B的导体衰减系数分别为0.0499dB/cm和0.0357dB/cm。数值计算和仿真结果表明,F4B材料传输线的介质损耗和导体损耗相对较低,是一种较好的介质材料,选择合适的介质材料厚度可保证损耗较低且电路体积不至于过大。     

不同厚度像素CdZnTe探测器的性能测试和评估

碲锌镉材料(CdZnTe)是目前探测X射线和γ射线的最好材料之一。将241 Am和137 Cs辐射源作用于像素CdZnTe探测器,通过实验和仿真分别得到能量谱估计、能量分辨率和峰值效率。由实验和仿真结果得出:在662keV的高能量下,厚度较大的CdZnTe探测器可获得更高的能量分辨率和峰值效率,但在59.5keV低能处会出现拖尾升高和电荷损失的现象;厚度较薄的探测器在低能处的特性反而更好。     

激振线超快脉冲产生机理和模型

 根据脉冲波前压缩原理,建立了激振线电路模型,推导出脉冲前沿压缩计算公式。激振线是一个近连续线的高阻抗微带传输线,反偏压的变容二极管以相同的小间隔加载到传输线,输入激励是一个下降沿的负脉冲。随着输入脉冲在传输线上的传播,变容二极管的电容随反偏压增大而减小,导致每个节点传播延迟的变化,从而压缩脉冲波前,产生前沿可达1 ps的超快脉冲。     

激振线超快脉冲产生机理和模型

根据脉冲波前压缩原理,建立了激振线电路模型,推导出脉冲前沿压缩计算公式。激振线是一个近连续线的高阻抗微带传输线,反偏压的变容二极管以相同的小间隔加载到传输线,输入激励是一个下降沿的负脉冲。随着输入脉冲在传输线上的传播,变容二极管的电容随反偏压增大而减小,导致每个节点传播延迟的变化,从而压缩脉冲波前,产生前沿可达1 ps的超快脉冲。     

Investigation of the Imaging Polarization Effect Based on a Pixellated CdZnTe Detector

A pixel array CdZnTe imaging system, employing a 40 × 40× 5 mm^3 pixellated CdZnTe detector, is established. The imaging polarization effect in the CdZnTe pixellated detector for a collimated CS137 Gamma source is investigated in detail. The experimental results for different irradiated fluxes indicate that excessive irradiated flux indeed causes central pixels to be shut off completely. The imaging performance of the polarized detector is severely degraded. Polarized detector counts are simultaneously reduced to one-third of the non-polarized detector counts. A theoretical model of potential distribution is also proposed by solving the Poisson equation and, in turn, the electric potential distortion for high irradiated flux is discussed by comparison with the experimental results.     

有源光纤环脉冲复制器的噪声特性研究

借助半导体光放大器(Semiconductor optical amplifier,SOA)静态模型分析了有源光纤环脉冲复制器的输出放大自发辐射(Amplified spontaneous emission,ASE)噪声功率特性与环内SOA偏置电流及环内注入直流光功率之间的关系,并对环输出噪声分布的形态进行了仿真分析。用较少的实测数据点,使用插值方法对原有噪声曲线进行了快速重构。实验研究了其重构误差分布。