电荷载流子倍增输出概率分布对图像均匀性影响因素研究

为了研究电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)中电荷载流子倍增(CCM)结构的输出概率分布及其对图像均匀性的影响,建立了EMCCD中CCM结构的概率模型,利用概率生成函数(PGF)推导了多级CCM倍增结构的输出概率密度函数(PDF),讨论了PDF在提高图像均匀性中的应用。仿真及实验结果表明:当输入信号一定时,输出图像均匀性随倍增增益的增加而逐渐变差;当倍增增益一定时,输入信号越大则输出图像均匀性越差。因此,EMCCD在微光探测条件下图像均匀性较好,且适当地降低倍增增益有利于提高输出图像的均匀性。     

微光CCD相机的噪声分析与处理

分析了微光CCD图像传感器的噪声特性,针对不同的噪声源,根据相应的噪声产生原理,设计了实用的噪声抑制电路和处理电路,应用于选用ISD029AP型CCD图像传感器自己开发的微光CCD相机,有效地降低了暗电流噪声,消除了复位噪声对真正信号的影响,使相机具有良好的成像质量;为了进一步提高该相机的信噪比,提出了相应的校正算法,进一步降低了暗电流噪声,降低了CCD像素间光响应的不一致性带来的噪声,使相机的成像质量得到提高．     

强发射电流反铁电冷阴极材料实验研究

采用固态烧结工艺制备了位于反铁电／铁电相界附近的PbLa（Zr，Sn，Ti）O3（PLZST）反铁电陶瓷样品．通过测定样品在快速单脉冲电压激励下的电子发射特性，得到了激励电压对发射电流的影响规律，发射电流随激励电压增加而增加，当激励电压大于1．5kV时，发射电流趋于饱和．在单脉冲激励下进行电子发射实验，得到如下结果：在激励电压为800V、抽取电压为0V的条件下，发射电流密度为1．27A／cm^2；当抽取电压增加到4kV时，获得了1700A／cm^2的大发射电流密度．     

微光CCD相机的噪声分析与处理

分析了微光CCD图像传感器的噪声特性,针对不同的噪声源,根据相应的噪声产生原理,设计了实用的噪声抑制电路和处理电路,应用于选用ISD029AP型CCD图像传感器自己开发的微光CCD相机,有效地降低了暗电流噪声,消除了复位噪声对真正信号的影响,使相机具有良好的成像质量;为了进一步提高该相机的信噪比,提出了相应的校正算法,进一步降低了暗电流噪声,降低了CCD像素间光响应的不一致性带来的噪声,使相机的成像质量得到提高.     

低噪声四管像素CMOS图像传感器设计与实现

基于SMIC 0.18gm工艺设计了一种低噪声的四管像素结构。通过在像素内增加传输管和存储节点实现了相关双采样,可同时消除固定模式噪声和随机噪声;采用Pinned光电二极管技术大幅降低了表面暗电流。所设计像素尺寸为3.6μm×3.6μm,并将其应用于一款648×488像素阵列CMOS图像传感器,经流片测试,图像传感器信噪比可达42dB,在25℃下表面暗电流为25mV／s（转换成电压表示的）。所设计的四管Pinned光电二极管像素结构相对于传统三管像素结构,具有较低的噪声和暗电流。     

光电倍增管单光子探测器的噪声特性研究

在弱光测量中，暗电流或暗噪声计数是探测系统灵敏阈和测量精度的主要限制，根据光电倍增管的工作原理，光电倍增管中的噪声源主要来自光阴极和二次极的热发射．从本征半导体和掺杂半导体中热发射电流密度探讨了光电倍增管单光子探测器的噪声特性，提出了减小光电倍增管单光子探测器噪声的几种措施，即管子致冷法、磁散焦法、选用光电倍增管的管型、减小检测系统频带宽度．     

硫茚酸的吸附伏安特性及其应用

目的为了研究硫茚酸（Sulindac）的吸附伏安特性。方法在KHP（pH4．20）底液中,硫茚酸在汞电极上有一线性扫描还原峰,峰电位Epc=-1．21V（VS．Ag／AgCl）,该峰具有明显的吸附性。结果吸附粒子为硫茚酸中性分子,测得硫茚酸在汞电极上的饱和吸附量为1．16×10^-10mol／cm^2,每个硫茚酸分子所占电极面积为1．43cm^2,硫茚酸在悬汞电极上的吸附符合Frumkin等温式。测得吸附系数β=1．22×10^6,吸引因素γ=1．02,电子转移数n为2,不可逆吸附的电子转移系数α为0．86,表面电极反应速度常数ks=0．32／s。结论建立了吸附伏安法测定硫茚酸的最佳条件,检出限为1．0×10^-9mol／L,该方法可用于硫茚酸片剂中硫茚酸含量的测定。     

空间EMCCD成像系统中倍增高压时钟驱动设计

EMCCD技术相对于其他几种类型的弱光探测技术在空间应用中更有优势。构建基于EMCCD的空间成像系统具有重要意义和广阔的应用前景,而EMCCD倍增高压时钟驱动的设计是EMCCD成像系统设计中的难点也是关键点。结合EMC-CD的电子学特性,提出了空间EMCCD成像系统的框架结构。对基于EMCCD的成像系统中非常关键的倍增高压时序驱动电路进行分析与设计,并配合实验结果对倍增高压驱动时钟电路的设计进行了验证和说明。     

基于遗传算法自整定和Smith预估的电子倍增电荷耦合器件温控系统设计

针对电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)温度控制过程的时间滞后特性,根据热力学理论建立整个系统的数学模型,利用有限元仿真方法得到其传递函数,在此基础上采用遗传算法实现PID控制参数的在线自适应整定,同时结合Smith预估控制补偿由滞后环节产生的时间迟滞。采用Matlab对控制算法进行仿真分析,结果表明该方法较常规PID控制方法具有调整时间短、超调量小、抗干扰能力强等优点。设计基于单片机和TEC驱动模块的硬件电路将控制算法应用于EMCCD温度控制系统,相机实际制冷温度可达(-12±0.1)℃,图像本底噪声方差仅为18。实际应用结果表明温度控制系统是提升EMCCD相机成像性能的有效方法。     

线列CCD摄象器件暗电流的测试和研究

本文分析了电压(V_P-V_B)对线列CCD摄象器件暗电流及其不均匀性的影响,从而提出了在满足势阱容量的前提下尽量减小(V_P-V_B)以抑制暗电流引入的固定图形噪声的方法.另外,本文还分析了暗电流对信号调制度的影响,并指出了用“对消”的方法是不能完全消除暗电流固定图形噪声的.最后,提出了通过测量暗电流输出来测量少数载流子寿命的方法,并给出了实验和计算的结果.     

钻孔地质雷达天线收发信号数值模拟

为了解决钻孔地质雷达数值模拟中天线长度的影响,通过理论推导和数值计算研究天线中电流于电压的相互转换。对于发射的信号,首先根据激发的电压与的卷积得到天线中电流的分布,从而得到计算区域的电场;对于接收信号接收天线处的电场与卷积得到该无限小的天线电流强度,然后根据天线长度对其进行积分得到天线总电流的大小,与接收天线的负载电阻相乘即可得到该时刻接收到的电压大小。结果表明:接收信号波形与发射信号波形基本相同。证明了在考虑天线长度的前提下,根据文中算法得到的收发信号表达式是准确的。     

基于延时相乘和同步数据块累加的GPS捕获算法.doc

对弱信号条件下的捕获技术进行研究。针对延时相乘法当噪声较大时难以捕获到信号,而同步数据块累加需要载波调整信号,结合二者各自的优点提出了一种新的捕获算法。先进行延时相乘,既去除了频率信息,将二维搜索过程转化为两个一维搜索过程;又巧妙的解决了同步数据块累加法存在的问题,达到了载波相位同步。仿真结果表明,该方法能够捕获到信噪比低至-25 dB的GPS信号。     

玻璃瓶计数器的光电转换电路设计

在玻璃瓶灌装产品的生产线上,常常采用光电转换电路来取得计数信号以实现产品计数。由于白色透明或半透明的玻璃瓶在遮住光源时会产生透射和折射,使光敏三极管的“亮电流”和“暗电流”变化范围较小,以致不能正常计数。笔者设计了一种适应透明物体的光电计数电路,利用玻璃瓶通过计数器所产生“亮电流”和“暗电流”来实现捕捉在光路上经过的玻璃瓶,以实现生产线上成品的计数控制。     

暗物质直接探测实验现状

 综述了暗物质直接探测实验现状,并对现有主要实验的最新结果和限制进行归纳总结。有些实验已经声称找到了暗物质的疑似信号,但这些疑似信号相互矛盾,而且有些实验又将这些信号区域排除了,需要更进一步的实验才能给出确切的答案。     

暗物质间接探测和对撞机探测实验现状

综述了暗物质间接探测和对撞机探测实验的现状和最新进展,并对现有主要实验的最新结果和限制进行了归纳总结。自2008年以来,宇宙线正负电子谱的反常超出被多个实验组相继报道出来。尽管存在一些争议,暗物质效应是这些超出现象的一种自然解释。另一方面,反质子-质子比和γ射线观测结果均未呈现反常信号,这为暗物质的性质给出很强的限制。此外,也可以通过对撞机探测实验上的零信号来限制暗物质性质。在不久的将来,AMS-02和LHC的新数据可能会为暗物质研究提供新的启示。     

高精度二维四边形结构PSD信号调理电路设计

分析了二维四边形结构PSD的特性,介绍一种基于单片机的数字式二维PSD信号调理电路的设计方法,包括硬件设计,软件非线性校正、背景光和暗电流消除方法等.测试结果表明,用该方法设计的四边形结构PSD具有相当高的线性度和位置测量精度.     

角位移传感器信号处理电路设计

利用增量式光电编码器进行角位移检测的原理及硬件电路的实现方法．通过对编码器输出信号的处理,形成正、反向判别信号和４倍频计数脉冲,实现角位移的精确检测．     

Prospects for detecting supersymmetric dark matter in the Galactic halo

Dark matter is the dominant form of matter in the Universe, but its nature is unknown. It is plausibly an elementary particle, perhaps the lightest supersymmetric partner of known particle species. In this case, annihilation of dark matter in the halo of the Milky Way should produce gamma-rays at a level that may soon be observable. Previous work has argued that the annihilation signal will be dominated by emission from very small clumps (perhaps smaller even than the Earth), which would be most easily detected where they cluster together in the dark matter haloes of dwarf satellite galaxies. Here we report that such small-scale structure will, in fact, have a negligible impact on dark matter detectability. Rather, the dominant and probably most easily detectable signal will be produced by diffuse dark matter in the main halo of the Milky Way. If the main halo is strongly detected, then small dark matter clumps should also be visible, but may well contain no stars, thereby confirming a key prediction of the cold dark matter model.     

光纤测温仪的研究

本文针对造气炉内高温测量,研究了一种光纤测温装置.以普朗克辐射定理为理论基础,用光纤耦合并传输信号,使探头和光电转换装置分离,依据比色测温的原理,对单通道信号传输及光电变换的方法进行了研究.借助单片微机,用软、硬件结合的数字化处理方法对温度进行修正.信号处理系统具有多种功能,使装置实现了智能化.     

EMD端点效应处理方法的研究

经验模态分解(EMD)过程中存在着端点效应问题,使得EMD分解结果产生严重的失真现象,从而导致处理数据发生畸变.提出了将极值点对称延拓和在信号序列上加窗函数相结合的方法,带入到EMD分解过程中,以抑制信号被分解时在端点附近所产生的上下包络线的发散现象.结果表明,该方法较好地解决了信号失真问题.