有效探测面积大于1000 cm^2的正比计数器测量系统性能测试

为对自制的活性面积高达1 000cm^2的大面积源进行表面发射率定值,同时作为现有2πα、2πβ表面发射率标准装置能力的扩充,研制了一套内置式大面积2π多丝正比计数器测量系统,并利用活性区直径为8mm的^(241) Am点源及活性区面积为10cm×15cm的大面积^(241) Am和^(90)Sr-^(90) Y源对其进行计量学性能测试。结果表明:计数器内计数响应均匀性优于±0.4%,有效探测面积达1 400cm^2;所得241 Am源高压坪曲线的坪长为1 400V,坪斜为0.27%/100V,坪区内计数变化为0.87%;90Sr-90 Y源高压坪曲线的坪长为300V,坪斜为0.75%/100V,坪区内计数变化为0.80%;10次测量重复性好于0.4%,8h内短期稳定性好于0.3%,1a内长期稳定性好于0.8%。

双基地雷达对隐身涂敷小球探测面积的计算

依据隐身涂敷小球的双基地雷达截面积测量值 ,计算了双基地雷达对隐身涂敷小球的探测面积 ,得到了探测面积与基线距离之间的关系曲线图。该结果对双基地雷达的优化配置具有参考价值。

原向反射式大面积三角形探测光幕灵敏度分布

分体式大靶面测试系统的探测光幕灵敏度直接影响飞行弹丸速度测量的精度。可在散布不大的情况下,使用反射膜与激光器代替矩形大面积测试系统中的人工光源,简化测试系统。对新建的三角形探测光幕的灵敏度进行了分析,综合考虑激光器在不同传播距离处的光强度衰减、空间的非均匀性分布及反射膜逆反射系数和镜头离轴效应等因素,采用数值仿真和实弹试验的方法,将同一弹径的弹丸穿过光幕不同位置时的灵敏度等效到同一基准点进行归一化分析。结果显示,镜头离轴效应对灵敏度影响最大,激光器空间非均匀性分布影响最小。在3.5 m×2 m(宽×高)的直角三角形探测光幕区域进行实弹试验,其结果与仿真结果一致,距镜头越近,灵敏度越高;反之越低。研究结果可为类似原向反射式大面积探测光幕的工程设计提供参考。

大探测面积分幅变像管设计

设计了一种大探测面积磁透镜分幅变像管。通过理论分析和模拟仿真的方法对单透镜和三透镜两种结构的分幅变像管在不同离轴位置的空间分辨率特性进行了研究,并通过实验进行验证。在仿真计算中,当成像缩小倍率为2…1时,单透镜结构仅能在10mm离轴半径内达到5lp/mm的空间分辨率,而三透镜结构能够在30mm离轴半径内达到5lp/mm的空间分辨率。在实验测试中,单透镜结构仅能在12mm离轴半径内达到5lp/mm的空间分辨率,而三透镜结构则能在27mm离轴半径内达到5lp/mm的空间分辨率。实验结果表明,采用三透镜结构设计的分幅变像管,其有效探测面积比单透镜结构大4倍以上。

采用角分复用技术拓展低相干光源离轴全息术的探测面积

在采用超短脉冲光源或低相干连续光源的离轴数字全息术记录超快过程或获取光学断层信息的过程中,由于受光源相干长度限制,仅能在一个有限的区域内形成干涉条纹,则可探测到的物波面积会大大降低。提出了一种基于立体角分复用技术的低相干光源离轴数字全息系统的记录方法,利用不同立体角度的多个参考光与物光同时干涉,来克服在像面数字全息记录中由于光源的相干长度过短造成的对物波探测面积的限制。搭建了采用立体角分复用技术的脉冲数字像面全息实验系统,并获取了多个参考光与物光同时干涉形成的复合全息图。通过频谱变换和数字滤波,分别重构出由每路参考光与物光干涉所记录下的不同区域的物波波面,运用数字图像融合技术,获得了在整个探测面上所记录的物波波面。实验结果验证了该方法的有效性。

用于卫星探测X、γ射线的大灵敏面积CdZnTe探测器的研发

CdZnTe（CZT）探测器不需要低温制冷就可在30-600keV较宽的能量范围内得到较好的空间和能量分辨，已成为研究宇宙空间X、γ射线场重要的探测器。本工作研究将4个甄别级10mm×10mm×5mm CZT平面探测器进行改制，并将其并联拼接成20mm×20mm×5mm较大面积的CZT探测器。经测试，大面积CZT探测器对125^I、241^Am、57^Co、133^Ba、137^Cs具有较好的能量线性响应，对137^Cs的662keV7射线有较好的能量分辨。

大面积平面工艺Si带电粒子探测器研制

叙述了用平面工艺技术制备大面积Si带电粒子探测器的工艺方法。为了减小探测器的漏电流,采用了表面钝化技术。文章分别给出了厚度300μm、灵敏区直径20mm以及厚度500μm、灵敏区直径40mm探测器在室温下漏电流测量结果,以及探测器在室温条件下对241Am 5.486MeVα粒子的能谱响应测量结果。

基于激光雷达的树形靶标冠层叶面积探测模型研究

果园靶标冠层叶面积有效探测是施药量在线计算的基本依据。针对树形靶标稠密和稀疏2种冠层类型,搭建叶面积测量三维立体试验平台和激光雷达(Light detection and ranging,LiDAR)探测移动试验平台,构建不同厚度和稠密度树形靶标,采用偏最小二乘回归(Partial least squares regression,PLSR)算法与BP(Back propagation)神经网络算法建立了冠层叶面积探测模型。试验结果表明:PLSR算法获得稠密厚冠层、稀疏厚冠层、稠密薄冠层和稀疏薄冠层叶面积探测模型的决定系数(R2)分别为:0.9626、0.4130、0.8896、0.2699;BP神经网络算法获得模型的R2依次为:0.9727、0.5302、0.8993、0.4290。基于LiDAR的冠层叶面积探测模型对稠密冠层探测精度较高,R2不低于0.8896,对稀疏冠层探测精度较低,不高于0.5302,该探测方法可用于稠密冠层叶面积在线计算,指导果园精准变量喷药。

一种多照射源被动雷达系统探测覆盖面积计算

针对多源照射下外辐射源探测覆盖面积求解复杂、传统方法不够精确的问题,采用计算机辅助积分法求解计算多源照射下外辐射源雷达的覆盖面积.先以单个照射源为例计算其探测面积,并推广到三个照射源场景,计算了基线距离连续变化下的探测覆盖面积,并进行归一化处理.仿真分析表明,该探测覆盖面积计算方法是可行和实用的.该面积计算结果可用于指导多源照射条件下照射源和接收站位置的优化部署,从而提高系统探测效能.

L形光源大面积矩形探测光幕灵敏度空域分布分析

镜头式探测器配接L形LED光源构成大面积矩形探测光幕,常用来布置在封闭的室内靶道测量外弹道参数,其探测区域的灵敏度大小直接影响测量精度,文章研究和分析了配接L形LED光源的10m×10m大面积矩形探测光幕灵敏度空域分布规律,考虑镜头边缘效应和光传播路径损失,将飞行弹丸遮挡的光投射到镜头处计算光电器件接收的光通量变化,推导出探测光幕灵敏度的数学表达式,将探测区域分割成小块,采用数字仿真方式计算同一口径弹丸穿过不同区域块引起的光通量变化,得到矩形探测光幕区域灵敏度空域分布。结果显示矩形探测区域灵敏度呈现对称分布,靠近镜头主光轴和镜头附近处时,会得到探测区域内的较大探测灵敏度。其研究结果为后续进行大靶面外弹道测试相关技术提供了理论依据。

大面积三角形探测光幕灵敏度空域分布分析

分体式探测光幕实现室内靶道弹丸初速测试时,探测光幕的灵敏度直接影响初速测量的精度。研究了线光源配接镜头式接收装置组成大面积三角形探测光幕的灵敏度分布,考虑光学镜头离轴效应和线光源随距离衰减现象,将探测光幕内不同位置处光照度等效到线光源处,假设光幕厚度均匀,弹长始终大于幕厚,弹丸遮挡探测光幕所形成的面积与当前区域光幕截面积之比等效为弹径与当前位置处光幕宽度之比。在4.8 m×2.4 m三角形探测光幕上进行理论仿真与实弹试验验证,仿真分析与实弹试验结果一致,靠近镜头处灵敏度大,远离镜头处灵敏度小,且关键探测区域内模拟电压幅值标准差为0.05 V,均匀性符合测试要求。研究结果可为三角形探测光幕的工程设计提供参考。

大面积阵列中子伽马甄别探测器的蒙特卡罗模拟研究

对特殊核材料的检测关乎国土安全,需要一个快速、安全可靠的辐射检测系统。采用Geant4蒙特卡罗模拟软件建立一套基于塑料闪烁体的大面积中子伽马探测系统。研究单根闪烁体晶体不同截面边长、多种层数结构以及不同^(nat)Gd_(2)O_(3)包裹方式等探测器的关键参数,通过调整探测器的响应数目阈值评估探测器的n/γ甄别性能。结果表明,当采用截面边长为6 cm×6 cm的塑料闪烁体包裹25μm厚的^(nat)Gd_(2)O_(3)、探测器之间放置3 mm厚Pb板以及探测器响应数目阈值设置为3时,阵列探测器可以达到约23%的中子探测效率以及约802的n/γ甄别比。计算结果可对大面积阵列探测器的关键参数优化提供理论依据。

一种用于中微子探测的3-inch光电倍增管的优化设计

光电倍增管（PMT）作为当前中微子振荡研究的核心探测器件要求具有尽可能大的阴极有效探测面积与较小的渡越时间弥散,其时间特性直接决定了中微子的探测精度.针对高能粒子探测需求,本文优化设计了一种大阴极面超短型3-inch光电倍增管,基于Furman模型与电子轨迹追踪法展示了第一倍增极产生的二次电子向第二倍增极渡越的电子轨迹过程,据此对倍增极结构进行了局部优化;将Monte Carlo法与有限积分法相结合比较了不同分压下PMT内部电势分布对电子轨迹的影响并对优化后的大阴极面PMT的均匀性、收集效率、阴极至第一倍增极间渡越时间弥散（TTS CD1）等关键参数进行了统计与分析;利用particle-in-cell经典算法获得了此款PMT的增益特性.结果表明,优化后的大阴极面超短型PMT阴极有效探测面积较传统模型相比有效提升了30.87%,总长度仅103 mm,为目前最短的3-inch PMT设计结构;在1000 V阳极电压下,阴极顶点单光电子TTSCD1为0.75 ns,较传统3-inchPMT模型相比提升了2.73倍,平均收集效率可达96.40%;当阳极电压为1100 V时,其增益可达10~6以上.

行星际超低噪声三维能量粒子谱仪设计

太阳系能量粒子的起源和加速一直是空间物理学的重要前沿课题之一.在行星际空间中观测到的太阳系能量粒子主要分为两类:一类是持续存在的“太阳风能量粒子”,另一类是间歇性的“太阳能量粒子事件”.受限于以往行星际粒子探测器的灵敏度还不足够高,人类迄今仍未洞悉这些能量粒子起源和加速的物理过程与本质.本文设计了技术指标均为国际领先水平的行星际超低噪声三维能量粒子谱仪,采用双端望远镜结构(一端利用薄膜阻挡质子技术实现高灵敏电子探测,另一端利用磁场偏转电子技术实现高灵敏质子探测),结合多层、多像素半导体探测器阵列和覆盖近4π立体角的大视场设计,实现对行星际空间中20~1000 keV电子和25~12000 keV质子的三维分布进行高时间分辨率、高角度分辨率和高能量分辨率探测,用以揭示太阳系能量粒子起源和加速的机理,满足我国行星际探测和即将开展的深空探测的迫切需求.

雷达网中探测范围及雷达数目的讨论

针对多雷达组网方式的不同,研究了在不同雷达组网方式下的探测区域的范围变化及其数学模型。由雷达方程出发,讨论在不同组网方式下网络化雷达探测区域的绘制,对比了不同部署方式下,雷达网的探测面积。并且对雷达个数与探测面积的关系进行分析,进而找到数量最优配置。通过matlab仿真,绘制雷达探测区域,验证了在一定区域内雷达数目达到一定值后,其探测面积变化趋势减小。其中利用蒙特卡罗法求取雷达探测区域面积具一定的指导参考意义。

γ射线暴高能辐射地面探测实验简单构想

介绍了地面探测γ射线暴高能辐射的可能性和必要性,主要对未来在西藏高海拔(>5000m)站址地面探测γ射线暴高能辐射的实验进行了简单构想。

一种基于方形多毛细管透镜的X射线探测系统设计

设计了一种基于方形多毛细管X射线透镜的X射线探测系统,该系统具有较小的X射线收集角。方形多毛细管X射线透镜是一种基于X射线全反射的X射线调控器件,可将大面积范围内的X射线汇聚至X射线CCD探测器。通过测定X射线在方形多毛细管X射线透镜中的传输特性、建立数据模型,可校正X射线CCD所测数据并还原透镜入口端的入射X射线信息。通过光线轨迹追踪方法模拟了方形多毛细管X射线透镜的传输特性。结果表明,该系统适合探测能量低于21.5 ke V的X射线,用于大面积成像;也适合探测能量低于14.6 ke V的X射线,用于提高探测效率。该系统不仅可用于诸如X射线脉冲星导航等特殊应用,也可用于常规X射线探测。

非合作T-R型雷达探测性能分析

利用非合作照射源实现对目标的定位是近年来迅速发展的一种无源定位新技术，这种技术通过提取照射源直射信号及空中目标的反射信号之间的时间差、到达角度等参数实现对目标的定位，具有隐蔽性好、反隐身能力强、易于侦察中低空目标的特点。本文主要从非合作T-R型雷达的几何结构、工作原理出发，分析了非合作T-R型雷达的定位模式、探测面积，为下一步的工程应用奠定了一定基础。

高大空间建筑早期烟雾探测报警系统设计改进

根据高大空间建筑特点、环境因素对火灾自动报警系统的影响,结合工程实例,对高大空间建筑中早期烟雾探测报警系统最大探测区域面积的使用率进行研究。通过分析早期烟雾探测报警系统各项设备的特性,设置位置、高度、长度等指标,对现有早期烟雾探测火灾报警系统设计及产品提出改进方案。

脑专用PET显像探测器自由结构符合与初步实验测试

采用脑PET进行人脑功能的研究对生物医学起到至关重要的作用,为了显著提高脑PET显像质量,增加探测效率、实时显示图像,本文设计一种脑专用PET显像大面积平板型探测系统,该探测系统由两个大面积探头组成,每个大面积探头包含3×3阵列的位置灵敏光电倍增管和多个紧密排布的硅酸钇镥闪烁晶体(Ce:LYSO)阵列。并利用1μCi的^(22)Na点源对晶格大小为0.7 mm×0.7 mm等六种LYSO晶体阵列进行晶体性能测试,并选用两块晶格大小为1.5 mm×1.5 mm的LYSO晶体阵列进行一对一符合探测初步断层显像。结果显示,各种晶格大小的LYSO晶体阵列的位置区分轮廓的半高宽平均值在0.38~0.49 mm之间,平均能量分辨率(半高宽)在17.61%~30.40%之间;在对^(22)Na点源的初步图像断层扫描实验测试中,通过滤波反投影算法获得重建图像的空间分辨率为1.5 mm,验证了大面积平板型探测系统的可行性。