基于冲击响应谱的红外探测器引线键合研究

制冷型红外探测器有响应快、灵敏度高和探测距离远的特点,在智能光电装备中应用广泛。然而在实际应用场景中会经历冲击激励,引起冲击响应,为了确保制冷型红外探测器能够胜任复杂多变的苛刻环境,在设计阶段进行冲击响应谱环境适应性研究十分必要。基于应用的动力学环境,通过计算与仿真键合引线弧形受力与位移,综合考虑引线材料特性,优选设计引线材料与键合弧形,并对引线键合工艺进行优化,最终通过了1000g量级的冲击响应谱试验。

CR-39探测器对α粒子入射角度和能量响应的实验研究

为掌握固体径迹探测器CR-39对α粒子的入射角度和能量响应特性,通过建立1个可调节α粒子的入射角度和入射能量的241Am源照射系统,进行了不同入射角度和入射能量的α粒子照射CR-39探测器的实验研究,比较了不同照射条件下的径迹密度。实验结果表明,CR-39对α粒子的能量响应下限约为0.5 MeV,对入射角度响应的上限约为70°。本研究结果可为优化设计测氡的扩散杯(瓶)、提高其对氡的探测效率等提供科学的指导依据。

脉冲中子全能谱测井闪烁探测器响应特性的蒙特卡罗模拟

利用蒙特卡罗方法模拟研究NaI和BGO晶体探测器对不同γ射线的响应。模拟结果表明,BGO晶体的光电峰和第一逃逸峰对计数贡献大,而NaI晶体的逃逸峰贡献大。对于井眼和地层流体分别为油和水砂岩地层,模拟改变NaI和BGO晶体探测器的直径和长度时的非弹性散射γ射线响应能谱,采用不同能窗处理方法对地层流体的分辨能力不同,选取光电峰和第一、第二逃逸峰对应的能量窗时,BGO晶体探测器比NaI晶体探测器测量的C/O(C与O的元素含量比)差值大,但受尺寸的影响不大;采用光电峰对应的能量窗时,BGO晶体探测器测量的C/O差值比NaI的大得多,且随尺寸的增加差值增大;能量道的漂移对C/O值影响较大,而能量分辨率对差值影响相对较小。

X荧光能谱分析中探测器响应函数建立方法

在X荧光能谱测量及分析过程中,通过建立探测器响应函数,可以实现对X荧光能谱中的全能峰峰形描述,有助于提高X荧光能谱分析速度、准确度和自动化程度。在X荧光能谱测量中,针对半导体探测器建立响应函数模型的理论与建模技术,文中对三种典型探测器响应函数建模方法,以及全能峰标准差、法诺因子等关键参数的求取进行了论述,并对已有研究进行了总结和比较。最后,对X荧光能谱测量中探测器响应函数建模方法给出了建议。

高能工业CT探测器能谱响应影响校正研究

高能X射线工业CT探测器系统的能谱响应是一重要的特性参数。用实验方法测定探测器的能谱响应曲线存在很多困难。本工作利用Monte-Carlo模拟程序计算了CdWO4探测器模块的能谱响应曲线,分析了9 MeV驻波电子直线加速器X射线束的能量、剂量角分布以及X射线束能谱硬化对探测器模块探测效率的影响,为线阵探测器系统的一致性校正、非线性校正等提供了理论计算参数,并应用于工业CT图像校正,取得了满意的效果。

碳氧比能谱测井中能谱及探测器响应的数值模拟

利用蒙特卡罗中子粒子(MCNP)联合输运程序,对在井几何条件下地层中碳、氧、硅、钙等元素发生非弹性散射产生的伽马射线的测量谱及不同探测器的响应进行了模拟。结果表明,同种尺寸的BGO探测器比NaI(Tl)探测器的探测效率大;在谱处理过程中BGO探测器选择光电峰和第一逃逸峰的和作为特征能窗,而NaI(Tl)探测器以光电峰和第一、第二逃逸峰的和作为特征能窗。探测效率以及伽马光子计数与源距关系的模拟结果显示,长源距探测器晶体几何体积应为短源距探测器晶体体积的8倍左右时,二者才具有相当的测量精度。此模拟结果与实验谱具有较好的一致性,这为碳氧比能谱测井的谱处理奠定了基础。

关于新的光电探测器光谱响应度工作标准的研究

本文介绍了新的光电探测器光谱响应度工作标准 ,该项标准参加了 2 0 0 0年CCPR(国际计量委员会所属光度和辐射咨询委员会 )组织的国际比对。在新的工作标准中 ,用调制光代替原来的直流光 ,以减少杂散光、噪声等对测量准确度的影响 ;用锥腔型热释电探测器代替原来的热电堆探测器作为参考探测器 ,用锁相测量仪器代替原来的直流测量仪器并增加温度控制 ,以便提高测量系统的灵敏度和光谱响应度标准的平坦程度 ,进而提高准确度 ;以双单色仪代替原来的单色仪 ,大大减少杂散光 ;

用相位分析法计算交流Stark效应中探测场的谱线响应

在交流Stark 效应的实验观测中, 原子能级的移动是借助探测场谱线位置的移动来进行测量的。相位分析方法不仅便于计算原子的能级移动, 而且也便于计算探测场的谱线响应。本文讨论这方法对探测场的应用。

MC模拟计算单球多探测器中子谱仪能量响应曲线

利用MCNPX模拟计算了在三种几何辐照条件下和四种典型中子源入射时的单球中子谱仪的能量响应,模拟计算结果表明:当中子能量大于1MeV时,能量响应满足各向同性;当中子能量小于1MeV时,位于单球浅层的探测器响应各向同性变差241Am-Be中子源和252Cf中子源入射时,单球中子谱仪响应不受几何辐照条件影响,当中子源包含有热中子,超热中子和慢中子时,位于单球谱仪浅层的探测器能量响应因几何辐照条件不同而有差异。

点源模型刻度就地谱仪角度修正因子影响研究

对于核与辐射事故应急,就地谱仪现场监测辐射事故污染的程度和范围,利于现场指挥快速科学决策。应急准备的一项重要工作是就地谱仪准确校准角度修正因子及其相对偏差及其海拔高度适宜性。采用MCNP模拟计算和试验校准,建立一种就地P型高纯锗谱仪探测器模型。根据就地谱仪校准角度修正因子的点源模型,理论计算其初级γ射线注量率和MCNP模拟计算探测器高度1 m、2 m、3 m、11种入射角和11种γ能量的点源探测效率,以及500 m、2 261 m、3 650 m海拔高度,探测器高度1 m、11种入射角、3种γ能量的点源探测效率和初级γ射线注量率,进而分析其角响应因子、角度修正因子和相对标准偏差。研究结果表明,点源距离大于1 m情况下,其角响应因子和角度修正因子相对标准偏差小于4.35%;海拔高度500~3 650 m情况下,其角响应因子和角度修正因子相对标准偏差小于1.2%;其角度修正因子是能量的自然对数的分段函数,在120~3 000 keV为线性函数,在45~120 keV为指数函数。

台面PN结InSb红外探测器响应时间研究

分析了光伏In Sb探测器响应时间与量子效率、反向饱和电流的关系,设计出量子效率为0.61~0.56、响应时间为20~60 ps的锑化铟(In Sb)红外探测器,实验制备了台面p^+-on-n结构的探测器。通过I-V、C-V测试验证了制备的器件物理参数与设计值吻合。采用脉冲响应测试了In Sb探测器的响应时间(0.3μs),由于封装和其他分布电容的限制,响应时间测试值与理论计算值存在差距。

金阴极微通道板能谱响应的理论研究

分析了金阴极微通道板在X射线段(0.1～10keV)的能谱响应,从阴极量子效率,X射线在通道材料中的衰减,微通道壁的铅层的光电效应,微通道板通道增益等多个方面进行综合计算,结果表明:得出较完善的阴极型微通道板能谱响应理论公式及其数值模拟曲线.在只考虑一个通道,增益值为1时,微通道板的能谱响应完全取决于金阴极的量子效率,若考虑多通道效应,微通道板的能谱响应受通道材料元素吸收边的影响发生突变,且通道数目越多,影响越显著;能谱响应随电压增大呈增长趋势,但会受到微通道板饱和电流的限制.实验给出了微通道板能谱响应与入射角的关系曲线,确定了能获得增益的最小入射角.

曲率半径和激励角度对刚构桥地震响应的影响

目的研究曲率半径和地震动激励角度对高墩大跨连续刚构桥地震响应的影响,确定该类桥型的最不利地震激励方向.方法以某跨度为(70+3×127+70)m的公路连续刚构桥为背景进行分析,采用有限元法建立全桥模型,并考虑桩-土相互作用,探讨曲率半径对结构动力特性的影响;采用反应谱法研究地震作用下桥梁结构的内力和位移响应.结果分析结果表明:曲率半径对该类桥的自振特性有较大影响,随着曲率半径的减少,结构的自振频率和整体刚度逐渐降低;在纵桥向激励时,随着曲率半径的增大,桥墩纵桥向的内力及位移均有增大趋势,在横桥向激励时,随着曲率半径的增大,桥墩横桥向的内力及位移变化规律不明显.结论该类桥梁的最不利地震动激励方向并不是纵桥向和横桥向,其最不利地震动激励角度大致为80°和165°.

γ射线闪烁体探测器响应函数模型研究

建立了一种可用于γ射线能谱分析的CsI（Tl）闪烁体探测器响应函数（DRF）模型,并对0.05--1.5 MeVγ射线能谱进行了拟合。描述γ射线能谱特征的每个函数均是基于对射线作用机制的分析,采用权重最小二乘法实现了22 Na、60 Co、137 Cs、238Pu实验能谱的拟合,并同时得到了函数中与射线能量相关的非线性参数。最后利用该DRF模型对CsI（Tl）探测器测量152 Eu源的γ射线能谱进行了拟合,结果表明,此DRF模型可较好地应用于γ射线能谱的分析。

量子阱红外探测器响应峰值波长的Raman散射测量

通过测量多量子阱材料的Raman散射谱,可以预测出:由该种材料制出的量子阱红外探测器的响应峰值波长.它既不需要实际制出量子阱红外探测器,也不需要对多量子阱结构材料进行抛光处理,方法简便,结果可靠.

基于低温辐射计的长波红外绝对光谱响应率测量

长波红外光谱(8~14μm)是介于中红外和太赫兹波之间的重要电磁辐射,对应着地球表面常温目标物体的光谱辐射波段和地球"第三大气窗口",相对于短波和中波光谱辐射,长波红外辐射受大气散射影响较小。因此,长波红外光电探测器在红外光谱成像、红外侦察、光谱探测等领域得到广泛使用。绝对光谱响应率作为表征探测器响应能力的主要参数之一,对其高精度标定的需求亟待解决。现在传统方法,即基于标准辐射源的定标方法已无法满足诸多高精度绝对光谱响应率的应用需求。目前,国内还没有建立基于激光光源和低温辐射计的长波红外绝对光谱响应率校准装置,主要原因是缺少光功率稳定、光束质量高的激光光源,以及性能稳定的长波红外传递标准探测器。针对此问题,开展了以激光为光源,以低温辐射计为光功率测量基准的长波红外绝对光谱响应率量值溯源技术研究。课题组选用可调谐CO2稳频激光器作为光源,以低温辐射计作为光功率测量基准;采用CdTe晶体电光调制器搭建了激光功率稳定控制系统;根据光束传输理论,搭建长波红外空间滤波器以优化光束质量;采用积分球与HgCdTe探测器组合,研制了性能稳定可靠的标准传递探测器,建立了长波红外探测器绝对光谱响应率高准确度校准装置,实现长波红外光谱范围(9.2~10.8μm)探测器绝对光谱响应率的高准确度校准测量。选择可调谐激光器输出的波长值9.62和10.60μm分别对积分球型HgCdTe探测器进行了测量。实验结果表明,(1)利用低温辐射计准确测量光功率,光功率测量不确定度优于0.30%~0.42%(k=2);(2)探测器绝对光谱响应率测量不确定度优于0.80%~1.02%(k=2),其他波长点可参考分析。该工作实现了基于激光光源的长波红外探测器绝对光谱响应率的高准确度校准。

地层元素测井中探测器响应数值模拟研究

地层元素测井中常利用LaBr3、BGO等晶体探测器测量γ能谱确定元素和矿物含量,晶体探测器计数效率与能量分辨率等参数是决定能谱质量和元素含量计算精度的关键因素。本文通过对比研究LaBr3和BGO两种晶体探测器的能谱响应特性,利用蒙特卡罗方法建立了不同元素含量与种类的地层模型,模拟研究了两种晶体探测器的γ响应能谱,并利用最小二乘法计算了元素含量。结果表明:当地层矿物模型中元素种类较少时,两种晶体探测器测得的元素含量差异较小;当元素种类较多时,由于能谱中不同元素γ射线重叠及互相干扰,LaBr3晶体探测器测得的元素含量计算精度优于BGO晶体探测器,体现了在复杂地层岩性元素含量测量中,高能量分辨率晶体探测器的探测优势。

就地HPGeγ谱仪不同距离上的有效前面积和角响应刻度

用"Beck"公式计算就地γ谱仪探测效率时,所用参数主要有探测器有效前面积(EFA)和角响应。通过点源实验和ISOCS无源刻度软件计算获得一宽能HPGe探测器的EFA和角响应,并给出了其随探测距离的变化规律。结果表明,当测量对象与探测器间距离大于1 m时,可使用1 m时的刻度参数计算效率转换因子;当距离小于1 m时,应采用实际测量距离下的刻度参数计算或进行距离修正。

核测井NaI、BGO和LaBr_3探测器响应的M-C模拟

应用Monte Carlo数值模拟,计算了NaI、BGO和LaBr_3晶体探测器对0.662 MeV和6.13 MeVγ射线的能量沉积谱,对比了不同能量γ射线的能量沉积谱和响应函数,分析了晶体尺寸对能量沉积谱的影响。计算结果表明,在低能段,晶体长度和直径对BGO晶体探测效率影响均大于NaI和LaBr_3晶体;晶体直径对探测效率的影响大于晶体长度。在γ射线高能段,晶体长度和直径对三种探测器探测效率的影响较小;晶体直径对探测效率的影响小于晶体长度。BGO晶体探测器在γ射线低能段的全能峰和反散射峰强度及在γ射线高能段的光电峰和第一逃逸峰强度均最大,探测效率最高。

CR-39测量中子能谱响应函数的计算

在一定的化学和电化学蚀刻条件下 ,计算了由聚乙烯、铅 (金 )和CR - 39组成的叠层探测器的响应函数 (1— 2 0MeV)。计算结果表明 ,叠层探测器的响应函数分布近似为高斯分布 ,由铅组成的探测器的响应函数的半高宽比由金组成的探测器的响应函数的半高宽窄 。