太赫兹辐射FET功率探测器的分布式准静态模型

以经典FET准静态模型为基础,提出了FET分布式准静态模型,并推导出栅源耦合NMOS FET太赫兹辐射功率探测器的微分方程及其解析解。应用该模型计算得到的直流电压响应与集总模型和水动力模型的计算结果一致;与集总模型相比,泄漏长度偏差小于3.5%;与水动力模型相比,输入阻抗偏差小于10%,明显优于集总模型,且新的输入阻抗表达式不包含任何拟合系数,形式更加简单实用。该模型将经典FET准静态模型推广到太赫兹频段,并降低太赫兹频段FET电路仿真工具的开发成本。

激光大功率探测器终值预测电路的设计与实现

激光大功率探测器一般是体吸收型,利用热电堆来探测激光功率。热电堆的核心是热电偶,其响应时间都比较长,因此不能满足反馈控制的需要。通过分析激光功率动态测量过程中建立的热电偶时间常数模型,找出产生动态误差的原因,采用频域分析法,通过补偿热电偶的极点,扩展了测量系统的频率域,使得大功率探测器快速逼近其最终值。利用测量功率探测器的响应曲线求出其时间常数,并设计了相应的预测电路,求出其系统传递函数。通过对预测电路进行仿真计算,找出最优参数,使系统的频响扩大了1倍,对阶跃函数的响应时间常数由τ减少为τ/2。对实际电路进行了测试,测量值与理论值吻合得相当好,满足了大功率探测器的快速测量要求。

新型高功率微波探测器

通过对半导体材料中载流子迁移率的特性分析 ,在原 HPM探测器的基础上 ,提出了探测器中半导体传感器的新设计 ,使探测器的检测灵敏度提高一个量级 ;同时研制成功 S波段 HPM探测器。在传感器的加工方面采用了新的工艺 ,并对电源进行了改进 ,使之功能完善、使用简单、具有实用性。其电源偏压在 4 0 V时 ,X波段的探测器在 6 0 k W时输出检测脉冲信号幅度高达 9V,S波段的探测器在 6 0 0 k W时输出检测脉冲信号幅度高达 10 V,可适用于 10～ 5 0 0 ns脉宽的 HPM功率测量。

堆外探测器读数与堆内功率分布的关系研究

通常认为堆外探测器读数与反应堆总功率之间存在正比关系,这其实很不合理,在实际运行过程中会出现很大的偏差。堆芯功率分布和堆外探测器读数的映射关系可以通过空间响应函数来更好地表达。论文介绍了空间响应函数的计算方法,压水堆的堆外探测器空间响应函数的特点、影响因素,以及其在反应堆功率重构中作用。

高功率共振腔增强型光电探测器研究进展

共振腔增强型光电探测器(RCE-PD)作为一种新型光电探测器,具有高量子效率、高响应度和波长选择性等优点,成为目前光纤通信领域中最为重要的探测器之一。在数字和模拟光传输系统中,高功率探测器由于具有高信噪比、低插入损耗等优点,在国际上越来越受到重视。综述了这两种探测器的基本结构、发展状况,展望了其发展前景等。指出高功率共振腔增强型光电探测器将是今后最有发展前途的探测器。

液氮环境下的热载流子高功率微波探测器

为提高热载流子高功率微波探测器的灵敏度和降低环境温度对探测器性能的影响,开展了液氮环境下的热载流子探测器研究。提出了局部使用可阀合金块的BJ-100型热载流子探测器制作工艺,增强了探测器的抗温度冲击能力。测试结果表明,探测器硅片焊接的结合力大于4.9N,能够承受从常温到液氮的反复温度冲击。利用100kW微波源开展了热载流子探测器在室温和液氮环境下的灵敏度测试实验,结果表明:探测器输出波形与肖特基二极管检波器输出波形一致;在保持偏置电流相同的条件下,相较于常温环境,探测器在液氮环境下的相对灵敏度提升约20倍,输出电压可达V级。

核电厂堆外中子通量测量系统功率量程探测器老化趋势分析和处理

本文以大亚湾核电基地堆外中子通量测量系统(RPN)20多年的运行和维护经验为基础,以2011年和2016年两起功率量程探测器老化事件的分析处理过程为依据,综合生产厂家(Rolls-Royce公司)、法国国家电力公司(EDF)、国内核仪器厂、研究所等外部经验,对功率量程探测器工作原理、老化机理、维修策略、可用性标准和干预预案进行了深入地分析和总结,希望能为以后同类故障提供经验反馈和参考。

微波与光波大功率超宽带高效转换器件研究

该研究围绕"面向宽带泛在接入的微波光子器件与集成系统基础研究"项目总目标和课题部署,重点研究其中的微波与光波大功率超宽带高效转换机理,揭示有源半导体材料和器件结构与微波光波能量转递的内在关联规律及高速线性响应的机制,重点研制可全面覆盖L^U波段(1~60 GHz)的徽波光子调制光源及大功率光电探测器芯片和组件,取得原创性理论成果和关键技术突破,为实现新一代智能光载无线(I-RoF)原型系统提供关键器件方面的理论与技术支撑,为提升我国在该领域的核心竞争力和影响力做出贡献,同时带动高水平研究基地与研究队伍的建设并进行人才储备。

谐振型SAW无线无源传感器的测试系统研究

采用一种低成本、高效率的电路系统实现对谐振型无线无源声表面波(SAW)传感器的测试。该电路利用直接数字频率合成(DDS)技术产生不同频率的射频信号用以激励SAW传感器。在接收端采用功率探测器检测回波信号的包络,通过包络的变化得到待测物理化学参量的变化。该测试系统产生的激励信号功率最高可达10dBm,测试时间约为0.5s,与矢网测试结果相比,其测试相对误差仅为0.002 4%。实验结果表明,该系统能够稳定、可靠地实现谐振型SAW传感器的快速检测。

光插分复用器中基于Athermal-AWG的OPM系统分析

基于衍射型OPM(Optical Power Monitor)能够在设定的波长范围内对不同波长的光信号进行实时采样,其稳定性好并能快速测量。采用阵列波导光栅对波分复用信号进行分解复用,不同波长的光信号分别经过相应的分束器,探测器阵列对各路通道的光进行探测。探测器阵列能够探测出各波长的光功率、光电流以及插入损耗,计算出耦合后的响应度。分析响应度和插入损耗与波长的关系,得出此结构系统能够应用在光差分复用器中。

利用光声原理测量材料的热光系数

利用吸收系数接近1的碳黑作为吸收介质,根据光声原理制作了一种高灵敏度的激光功率光声探测器。该光功率探测器可有效解决光电探测器量子效率对光源波长的选择性及热释电功率探测器灵敏度较低的问题,适用于宽波段,特别是中远红外激光功率的准确探测。利用该功率探测器搭建了Z扫描测量光路,研究了不同浓度及不同激光功率下硫酸铜水溶液的热光效应,并建立理论模型对实验结果进行数值模拟,理论和实验结果都吻合的很好。最终准确测得水的热光系数为-1.05×10^(-4)(K^(-1)),与实际结果吻合,表明该光声功率探测器可准确测量激光的功率。

基于动态氙条件的单点校刻技术研究及应用

核电厂在换料大修后的升功率期间会在指定功率水平实施堆外功率量程探测器(简称堆外探测器)校刻试验,以指示准确的堆芯功率水平和轴向功率偏差。本文提出了在动态氙条件下进行堆外探测器校刻的方法,基于动态氙条件单次堆芯通量测量试验,结合堆芯物理分析程序SPARK提供的动态氙理论库,进行堆芯功率重构,然后采用单点校刻方式完成堆外探测器校刻;整个过程无需长时间等待堆芯达到氙平衡状态,具有较高的经济效益。采用田湾核电站5号机组第2次大修升功率期间的实测数据对该方法进行验证,功率水平误差全部在±1.0%以内,轴向功率偏差的误差全部在±0.5%以内。验证结果表明,本文提出的动态氙条件下单点校刻方法能够在达到指定功率水平2 h后即完成堆外探测器校刻任务,且校刻系数具有较高的计算精度。