RHIC-STAR时间投影室的升级

位于美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机RHIC计划于2019–2020年进行能量扫描二期实验项目,其主要科学目标是研究强相互作用物质的相结构并寻找相变临界点. STAR时间投影室内扇区丝室升级(inner TPC, iTPC)是该项目关键的探测器升级. iTPC升级将拓展STAR带电粒子测量的赝快度覆盖区间,并提高动量及能量损失测量的分辨率. iTPC升级将重新制作包括读出丝室和电子学在内的全部24块内扇区模块. iTPC丝室包括阳极丝、阴极丝、门极丝共3层丝面,丝张力及丝面的高度都需要高精度控制.我们设计了丝张力精密测量装置以及高精度丝面安装系统,高质量完成了全部iTPC丝室探测器的研制.实现了探测器增益均匀性1.5%(RMS)、能量分辨率25%(FWHM),及强辐射环境下稳定工作的出色性能,已在STAR实验安装并开始实验运行.     

高集成度自动化γ能谱仪

针对核反应堆安全壳内γ射线在线监测需求,本文设计了一款高集成度、低功耗、高分辨、长续航、可自动测量的γ能谱仪.谱仪选用了高分辨率LaBr_3(Ce)闪烁体探测器,并且设计了有源锥形分压电路为探测器供电,从而提高谱仪的能量响应动态范围.同时设计了低噪声电荷灵敏前置放大器电路对探测器输出信号进行放大,并匹配设计二阶有源低通滤波电路,将前端信号成形为准高斯脉冲信号.采用STM32L4系列微处理器设计了高集成度的多道脉冲幅度分析电路,完成脉冲信号的模数转换和在线数据处理,获得γ能谱.另外,本文还基于CC228P-09Y小型高压电源模块设计了低噪声高压电源电路为LaBr_3(Ce)探测器提供高压;利用STM32L4处理器设计了锂电池供电的电源管理电路,使得谱仪可以实现自动开启工作模式或进入待机模式,从而实现长续航时间自动γ能谱测量功能.对谱仪进行性能测试得到:谱仪能量分辨率为3.0%(@662 keV),且能量响应积分非线性为9.5%,能够长期稳定工作,具有低功耗长续航时间等特点.     

光电探测器响应时间的测试

光电探测器是光电系统的核心组成部分,其性能直接影响着光电系统的性能.该文通过用探测器的脉冲响应特性测量响应时间,利用探测器的幅频特性确定其响应时间.该文分析了光电探测器的响应度不仅与信号光的波长有关,而且与信号光的调制频率有关,在提出测量探测器响应时间的方法的同时分析了误差的产生原因和解决办法.     

基于光子技术的实时频率测量方法

研究了一种基于光子技术的实时频率测量方法,该方法利用两个级联强度调制器构成光子混频结构.通过理论分析与模拟仿真,设计了光通道与射频通道延时差,以优化测量带宽,同时保证测量精度.由于测量系统对微波信号实现混频后,输出的直流光功率与频率存在对应关系,利用光功率计对直流光功率进行监测,便可实现实时频率测量.该系统未采用光电探测器,极大地降低了系统成本.实验结果表明,在1~6GHz频率下,测量误差低于±0.12GHz.     

基于微波S参数测试的PIN光探测器小信号等效电路模型的参数提取

介绍了PIN光探测器的测试系统,具体说明了测试系统中各个组成部分的功能.利用该系统对PIN光探测器的S参数进行了测试,并结合分析法和优化法,在ADS软件中对PIN光探测器的小信号模型进行模型参数的提取,给出了具体的计算公式及不同偏置电压下模型的参数提取值.结果表明:在1~40 GHz的频率范围内,S参数的模拟结果与测量结果吻合良好,证明了该参数提取方法的有效性.     

新型单频激光干涉技术

论述了一种新型单频激光干涉技术的原理和测量系统。该测量系统在迈克逊单频激光干涉仪的基础上采用自扫描光电二极管列阵（ＳＳＰＤＡ）接收器件，将直流信号转换成交流信号、微处理机处理，具有波长自动补偿功能。实验证明它比一般单频激光干涉仪具有较高的抗干扰性及测量精度，其分辨率为 ０．０２μｍ。     

TDI光敏探测器扫描方向瞬时视场角的计算方法

TDI光敏探测器多用于扫描成像,评价其成像系统的分辨率常用扫描方向的瞬时视场角(IFOV)衡量 .文章首先分析了TDICCD成像仪瞬时视场角的计算方法,并在对红外TDI探测器和TDICCD的结构进行了比较后,得出红外TDI探测器瞬时视场角的计算方法,此方法也可应用于计算垂直于扫描方向的瞬时视场角.     

工业X—CT新型探测器技术

探测器及其技术是工业X－CT系统中的关键技术之一。文中提出了基于光纤面板光耦合及传输,采用闪烁晶体和自扫描光电二极管列阵器件的X射线新型探测器技术方案,并对此方案进行了实验研究。结果表明,该新型探测器技术方案具有结构紧凑、性能可靠且分辨率高等特点,可以实际应用于工业X－CT系统中。     

应用小波分析改善随钻电阻率测量的纵向分辨率

为了提高随钻电阻率测量的纵向分辨率 ,提出了一种基于小波变换的数据处理方法 ,该方法应用多尺度分析对随钻电阻率测井数据进行分析与处理 .介绍了小波变换和多尺度分析的基本概念 ,并对随钻电磁波电阻率测量数据的频谱进行了深入的研究 ;分析了影响测量纵向分辨率的主要因素 ,给出了用小波变换对信号进行多尺度分析的方法 .数值模拟结果表明 ,该方法可以有效地改善测量的纵向分辨率 ;与实际测井数据的对比说明 ,处理后的分辨率已经接近高分辨率电缆电阻率测量的水平 .现场应用表明 ,该方法对改善随钻电阻率测量的纵向分辨率是十分有效的 ,为地层评价提供了更为有利的工具 .     

红外探测器光谱响应测量研究

设计了一个红外探测器的光谱响应测试系统,并对系统原理进行了分析.对不同温度和频率情况下的热释电探测器进行光谱响应实验.实验结果表明,热释电探测器对红外辐射信号的响应不同,但电压变化曲线的趋势基本一致,从而验证了红外探测器光谱响应理论.该设计能有效抑制系统的干扰信号,提高信噪比,具有测量精度高、稳定性好的优点.