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太赫兹辐射在皮肤中的传输仿真与安全性分析
被引量：
9
1
作者
刘欣缘
曾昊旻
+1 位作者
田昕
李松
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期999-1007,共9页
太赫兹辐射中的低频段由于具有很好的穿透性,在太赫兹安检成像系统中得到了广泛的应用,但这增加了人体暴露在太赫兹辐射下的风险,也引发了对太赫兹辐射安全性的担忧。本文建立了皮肤的分层结构模型,计算了皮肤中各层组织的复介电常数和...
太赫兹辐射中的低频段由于具有很好的穿透性,在太赫兹安检成像系统中得到了广泛的应用,但这增加了人体暴露在太赫兹辐射下的风险,也引发了对太赫兹辐射安全性的担忧。本文建立了皮肤的分层结构模型,计算了皮肤中各层组织的复介电常数和各种光学参数,然后利用蒙特卡洛仿真计算了太赫兹光子在皮肤组织中的传输过程,定量地给出了皮肤各层组织对不同频率太赫兹辐射的衰减倍数。针对穿透性最强的0.1 THz辐射,对光子的穿透深度进行了统计,发现99.9%的光子穿透深度小于0.55 mm,结果表明即使是功率高于损伤阈值的太赫兹辐射也很难传输到皮肤的真皮层下部,证明太赫兹辐射具有较高的安全性,不会对体内器官造成影响。
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关键词
光电检测
太赫兹辐射
人体安全性
蒙特卡洛仿真
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职称材料
不同鉴别阈值条件下SiPM光子计数激光雷达探测模型及性能分析
被引量：
3
2
作者
刘欣缘
肖毅
+6 位作者
马跃
向雨琰
郭高峰
王家炜
黄炜怡
谭崇涛
李松
《红外与毫米波学报》
SCIE
EI
CSCD
北大核心
2023年第6期865-875,共11页
硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)具有极高的探测灵敏度和响应速度,且在多光子条件下具有较高的动态范围以及线性响应的特性,在光子计数激光雷达应用中有独特的优势。然而,由于SiPM多像元、单时间通道的工作模式,其输出电压...
硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)具有极高的探测灵敏度和响应速度,且在多光子条件下具有较高的动态范围以及线性响应的特性,在光子计数激光雷达应用中有独特的优势。然而,由于SiPM多像元、单时间通道的工作模式,其输出电压信号相较于其他单光子探测器更大概率出现脉冲堆叠现象,不同鉴别阈值条件下的SiPM探测过程更为复杂。针对该问题,本文建立了SiPM光子事件响应模型,以此为基础分析了由脉冲堆叠引发的屏蔽效应和触发效应两种特殊情况的时域分布,最终建立了SiPM半解析的探测概率与虚警概率模型。同时,搭建了基于SiPM探测器的光子计数雷达系统,通过观察实测输出电压波形以及光子点云分布与理论模型相符(R^(2)>0.95)。通过查全率与查准率对不同鉴别阈值的SiPM光子点云分布进行定量评价,并给出最优鉴别阈值区间,这对基于SiPM的光子计数激光雷达系统硬件参数的优化设计以及探测性能的定量分析具有重要的指导意义。
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关键词
硅光电倍增管
脉冲堆叠
鉴别阈值
探测概率模型
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职称材料
题名
太赫兹辐射在皮肤中的传输仿真与安全性分析
被引量：
9
1
作者
刘欣缘
曾昊旻
田昕
李松
机构
武汉大学电子信息学院
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期999-1007,共9页
基金
国防科技创新特区项目。
文摘
太赫兹辐射中的低频段由于具有很好的穿透性,在太赫兹安检成像系统中得到了广泛的应用,但这增加了人体暴露在太赫兹辐射下的风险,也引发了对太赫兹辐射安全性的担忧。本文建立了皮肤的分层结构模型,计算了皮肤中各层组织的复介电常数和各种光学参数,然后利用蒙特卡洛仿真计算了太赫兹光子在皮肤组织中的传输过程,定量地给出了皮肤各层组织对不同频率太赫兹辐射的衰减倍数。针对穿透性最强的0.1 THz辐射,对光子的穿透深度进行了统计,发现99.9%的光子穿透深度小于0.55 mm,结果表明即使是功率高于损伤阈值的太赫兹辐射也很难传输到皮肤的真皮层下部,证明太赫兹辐射具有较高的安全性,不会对体内器官造成影响。
关键词
光电检测
太赫兹辐射
人体安全性
蒙特卡洛仿真
Keywords
optoelectronic detection
terahertz radiation
human safety
Monte Carlo simulation
分类号
TB133 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
不同鉴别阈值条件下SiPM光子计数激光雷达探测模型及性能分析
被引量：
3
2
作者
刘欣缘
肖毅
马跃
向雨琰
郭高峰
王家炜
黄炜怡
谭崇涛
李松
机构
武汉大学电子信息学院
中国空间技术研究院
武汉量子技术研究院
出处
《红外与毫米波学报》
SCIE
EI
CSCD
北大核心
2023年第6期865-875,共11页
基金
国家自然科学基金(41971302)
湖北省重点研发计划(2022BID016)。
文摘
硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)具有极高的探测灵敏度和响应速度,且在多光子条件下具有较高的动态范围以及线性响应的特性,在光子计数激光雷达应用中有独特的优势。然而,由于SiPM多像元、单时间通道的工作模式,其输出电压信号相较于其他单光子探测器更大概率出现脉冲堆叠现象,不同鉴别阈值条件下的SiPM探测过程更为复杂。针对该问题,本文建立了SiPM光子事件响应模型,以此为基础分析了由脉冲堆叠引发的屏蔽效应和触发效应两种特殊情况的时域分布,最终建立了SiPM半解析的探测概率与虚警概率模型。同时,搭建了基于SiPM探测器的光子计数雷达系统,通过观察实测输出电压波形以及光子点云分布与理论模型相符(R^(2)>0.95)。通过查全率与查准率对不同鉴别阈值的SiPM光子点云分布进行定量评价,并给出最优鉴别阈值区间,这对基于SiPM的光子计数激光雷达系统硬件参数的优化设计以及探测性能的定量分析具有重要的指导意义。
关键词
硅光电倍增管
脉冲堆叠
鉴别阈值
探测概率模型
Keywords
photomultiplier tubes
pulse pile up
discrimination threshold
detection probability model
分类号
TN241 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
太赫兹辐射在皮肤中的传输仿真与安全性分析
刘欣缘
曾昊旻
田昕
李松
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
9
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
不同鉴别阈值条件下SiPM光子计数激光雷达探测模型及性能分析
刘欣缘
肖毅
马跃
向雨琰
郭高峰
王家炜
黄炜怡
谭崇涛
李松
《红外与毫米波学报》
SCIE
EI
CSCD
北大核心
2023
3
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职称材料
已选择
0
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统计分析
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