卫星激光测高仪在轨检校脉冲探测器的设计、测试及应用

针对我国高精度立体测绘卫星系统中激光测高仪的在轨场地检校的技术需求,研制了激光脉冲探测器系统。系统采用高速PIN探测单元及高速数据采集电路实现了ns级脉宽激光脉冲的定量化采集,通过集成无线射频模块实现脉冲探测器的数据远程传输。为保证脉冲探测器的野外应用性能,系统进行了能量密度测试、能量响应一致性与稳定性测试、探测器测量视场角测试等。试验结果表明脉冲探测器可以实现1∼120 nJ·cm^(−2)的能量范围采集,能量响应的一致性优于5%,稳定性优于1.5%,并且可以实现±12°角度范围内的激光脉冲的有效采集。最终探测器成功应用到我国“高分七号”卫星激光测高仪的在轨检校中,获得了探测器阵列的有效激光触发数据,为激光测高仪的在轨检校试验提供了有效的数据支撑。

基于LabVIEW的脉冲辐射探测器灵敏度标定系统

针对传统的脉冲辐射探测器灵敏度标定实验中存在数据量少、人为和统计误差较大等不足,利用LabVIEW软件开发平台,通过GPIB-USB卡控制Keithley 6517A静电计,搭建了一套脉冲辐射探测器灵敏度标定系统。该系统实现了探测器输出电流的实时采集、处理和存储,同时实现了探测器灵敏度的实时计算、实验条件和实验结果的规范化存储等。实验测试结果表明:该系统运行稳定可靠、测量与控制精度高,实现了预期功能,提高了脉冲辐射探测器灵敏度标定精度。

移相式脉冲光探测器在脉冲激光研究中的应用

介绍一种新型的移相式脉冲光探测器,移相式脉冲光探测器是一种多功能脉冲光探测器,具有高速脉冲光探测、移相、计数、脉冲合并等功能,在脉冲激光研究中具有广泛的应用。

X射线掠入射聚焦型脉冲星探测器热控设计

为了保证X射线掠入射聚焦型脉冲星探测器在复杂的空间热环境中正常运行,对该探测器进行了热控设计。分析了仪器对热设计的特殊影响及相应热控措施,总结分析了仪器的在轨温度情况,并结合热设计模型获得非测温点的温度结果。在轨温度数据分析表明,除低温工况下的光学系统温度超出指标要求外,仪器关键部位的温度均在热控指标范围内,验证了仪器热控设计的正确性。低温工况下光学镜头热变形对探测器性能影响的分析表明,预测的结果与观测数据一致。

组合P IN脉冲中子探测器的能量响应

组合P IN脉冲中子探测器由一对P IN半导体和中子辐射体组成。理论计算了CH2和235U分别作为中子辐射体的组合P IN脉冲中子探测器的灵敏度随中子能量的变化;用脉冲中子源实验测量了由CH2辐射体组成的探测器的14M eV中子灵敏度,实验结果与计算符合很好。

结构设计和磁场对狭缝式脉冲裂变中子探测器的n/γ分辨能力的影响

采用MCNP程序计算了狭缝式裂变中子探测器的结构设计和磁场对n/γ分辨能力的影响。根据探测系统对2 MeV中子的灵敏度,得到了系统的n/γ分辨参数。结果表明,未添加磁场偏转系统时,能够获得的n/γ分辨大于5,满足设计要求。添加磁场偏转系统后,n/γ分辨能力至少提高两个量级。

用于n、γ混合场的脉冲中子探测器研究

在瞬态的n、γ混合辐射场中，常采用飞行时间法原理，将n、γ射脉冲分开，实现对脉冲中子的探测。但在某些实验装置条件下，由于测量环境或者中子源强度等受到限制，不能采用成熟的n、γ飞行时间差甄别混合辐射场中的γ，尤其是在近距离测量中，n、γ分辨成为难题，因此，必须研究一种适合于n、γ混合辐射场的新型脉冲中子探测器。

闪烁薄膜探测器n/γ分辨研究

本文研究闪烁薄膜探测器n/γ分辨能力的测量结果偏低于理论值的问题。研究发现,理论计算忽略了探测器入射窗、出射窗及空气等条件,而γ射线与这些物质作用产生的次级电子会在薄膜闪烁体内沉积能量,造成探测器伽玛响应灵敏度增强。根据MCNP程序模拟和真空实验验证,证实对于薄膜闪烁体次级电子的影响不可忽略,并且影响比例随薄膜闪烁体厚度变薄而增大。空气等产生的次级电子的影响是制约闪烁薄膜探测器n/γ分辨能力的主要因素,因此提出高n/γ分辨的闪烁薄膜探测器需设计成真空结构。

基于脉冲型中子探测器信号特性的核信号发生器研究

脉冲型中子探测器将中子注量率转化为随机微弱电流脉冲信号,由于该信号的特殊性,核测量设备一般需要借助堆上试验验证实际探测性能。由于通过堆上试验的研究方式花费较大且时间受限,本文以涂硼正比计数管这类典型的脉冲型中子探测器为对象,研究了一种脉冲型中子探测器信号模型及其核信号发生器实现方案。通过仿真验证了各关键部分特性,验证结果表明:所提出的核信号发生器方案可以产生满足指数分布的时间间隔序列,单脉冲形状与探测器信号相似,幅度可按均匀分布随机变化。

一种对中子相对不灵敏的大动态脉冲γ辐射探测器

使用CeF3 闪烁体配以CHT3,CHT5型大线性电流光电倍增管 ,组合成光电探测器 .实验测量表明 :CeF3 光电探测器对 60 Coγ灵敏度约为常规塑料闪烁体ST4 0 1探测器的 0 .5— 0 .6倍 ,而对于脉冲DT中子 ,CeF3 探测器灵敏度相对于同尺寸闪烁体ST4 0 1探测器的灵敏度低约 1个量级 ,探测器线性电流大于 1.5A ,暗流小于 10nA 。

XPNAV-1和NICER对Crab脉冲星观测数据的比较分析

通过对比NICER(Neutron Star Interior Composition Explorer)和XPNAV-1(X-ray Pulsar Navigation-1)关于Crab脉冲星同一时段(108天)观测数据的计时处理结果,发现在周期跃变发生前的时段(95天),NICER数据的拟合前计时残差的RMS(root mean square)为5.77μs,远优于XPNAV-1数据的拟合前计时残差的RMS 51.56μs,体现了NICER在有效面积、探测效率、数据采集等方面的优势,给未来我国的X射线脉冲星探测器研制提供了发展方向;而在周期跃变发生后的时段(13天),发现XPNAV-1数据的拟合前计时残差的RMS为55.87μs,而NICER数据的拟合前计时残差的RMS为167.27μs,周期跃变对NICER的影响更大,说明在处理周期跃变发生后时段的NICER数据时,由于NICER的观测精度非常高,需要更频繁地更新Crab星历。最后分别得到了两个探测器整段数据的计时残差。XPNAV-1数据的拟合前计时残差的RMS为55.94μs,而NICER数据的拟合前计时残差的RMS为64.34μs,这说明NICER数据受周期跃变影响更为明显,进一步证明了上述结论。

一种基于前向成像模型的光声层析图像重建方法

在光声层析成像(photoacoustic tomography,PAT)时,不均匀光通量分布、组织复杂的光学和声学特性以及超声探测器的非理想特性等因素会导致重建图像质量下降。本文考虑不均匀光通量、非定常声速、超声探测器的空间脉冲响应和电脉冲响应、有限角度扫描和稀疏采样等因素的影响,建立了前向成像模型。通过交替优化求解成像模型的逆问题,实现光吸收能量分布图和声速分布图的同时重建。仿真、仿体和在体实验结果表明,与反投影法、时间反演法和短滞后空间相干法相比,该方法重建图像的结构相似度和峰值信噪比可分别提高约83%、56%、22%和80%、68%、58%。由上述结果可知,对非理想成像场景采用该方法重建的图像质量有显著提高。

铁路沿线长距离主动阻挡防护系统设计

针对铁路沿线日趋严峻的安全防护现状,提出一种基于高压脉冲探测器的长距离主动阻挡防护系统设计。系统采用模块化设计,可组网运行,可实现远程监控,主动阻挡报警,实时监测铁路沿线报警信息及设备运行情况,实时长距离数据传输,并能与原有的监控设备联动。

Double-peaked decay of transient photovoltage in nanoporous ZnO/n-Si photodetector

In the present work,a nanoporous ZnO/n-Si structure has been proposed as a new type infrared photodetector.Triggered by one laser pulse with wavelength of 1064 nm,this structure exhibits a double-peak decay of transient photovoltage.Also,the time interval between these two peaks increases linearly with the increase of irradiated pulsed energy,indicating the promising application of this hetero-junction in photo-energy detection of infrared pulsed laser.A possible mechanism for this particular photoresponse has been discussed.