基于Vernier阳极微通道板光子计数探测器分割噪声 被引量：2

1

作者 邢妍 陈波 +3 位作者 金方圆 王海峰 张宏吉 何玲平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期155-161,共7页

为消除微通道板光子计数探测器系统中电子噪声的干扰,研究了探测器分割噪声的来源,并提出利用COMSOL软件仿真计算分割噪声的方法.利用有限元方法对基于Vernier阳极探测器的成像过程进行三维建模,实现了一组5×5针孔阵列的模拟成像,... 为消除微通道板光子计数探测器系统中电子噪声的干扰,研究了探测器分割噪声的来源,并提出利用COMSOL软件仿真计算分割噪声的方法.利用有限元方法对基于Vernier阳极探测器的成像过程进行三维建模,实现了一组5×5针孔阵列的模拟成像,计算出Vernier阳极分割噪声所产生的电子云质心位置的偏移量,验证了Vernier阳极探测器成像编码的正确性与仿真研究分割噪声的可行性.通过分析不同参量的阳极面板,利用数值拟合方法,得到电子云质心偏移量与阳极面板设计参量之间的关系.在固定面板参量的前提下,可以通过提高微通道板增益来有效降低分割噪声对质心位置偏移影响. 展开更多

关键词 微通道板光子计数探测器 分割噪声 仿真计算 Vernier阳极 质心位置

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极紫外波段微通道板光子计数探测器 被引量：15

2

作者 卜绍芳 尼启良 +2 位作者 何玲平 张宏吉 刘世界 《中国光学》 EI CAS 2012年第3期302-309,共8页

研究了一种极紫外波段微通道板(MCP)光子计数探测器,用于探测地球等离子体层中极微弱的30.4 nm辐射。通过改变电压、温度等参数对比了该微通道板光子计数探测器的暗噪声和分辨率的变化。结果表明:微通道板探测器的暗噪声主要来源于残余... 研究了一种极紫外波段微通道板(MCP)光子计数探测器,用于探测地球等离子体层中极微弱的30.4 nm辐射。通过改变电压、温度等参数对比了该微通道板光子计数探测器的暗噪声和分辨率的变化。结果表明:微通道板探测器的暗噪声主要来源于残余气体离子反馈和热噪声,因此要降低探测器暗噪声,应对微通道进行彻底的预处理除气,并尽量避免探测器在高温状态下工作,常温下经过预处理的微通道板光子探测系统的暗计数率仅为0.34 count/(s.cm2)。系统的分辨率主要受电压和计数率的影响,受温度影响不明显。由于不同的微通道板有不同的耐压范围,过小或过大的电压或计数率都会造成系统分辨率的降低。 展开更多

关键词 光子计数探测器 微通道板 暗噪声 分辨率

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微通道板增益对光子计数探测器成像性能影响 被引量：1

3

作者 韩素立 尼启良 +2 位作者 张宏吉 何玲平 陈波 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期484-488,共5页

微通道板作为二维位置灵敏阳极光子计数探测器中的电子倍增器件,其增益特性直接影响探测器的成像性能。搭建了系统测试平台,测量了微通道板的增益随电压变化曲线,并获得了3块微通道板叠加后的脉冲高度分布曲线。根据测试结果以及脉冲高... 微通道板作为二维位置灵敏阳极光子计数探测器中的电子倍增器件,其增益特性直接影响探测器的成像性能。搭建了系统测试平台,测量了微通道板的增益随电压变化曲线,并获得了3块微通道板叠加后的脉冲高度分布曲线。根据测试结果以及脉冲高度分布曲线的能量分辨率与探测器增益的均匀性之间的物理关系,选择合适电压值和增益对探测器的性能进行优化,探测器分辨率由3.56lp/mm提高到4.49lp/mm,获得了清晰图像,为探测器的研制提供了技术支持。 展开更多

关键词 光子计数探测器 微通道板 增益 脉冲高度分布

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空间和时间灵敏的微通道板光子探测器 被引量：3

4

作者 潘京生 《红外技术》 CSCD 北大核心 2018年第11期1025-1032,共8页

微通道板(MicrochannelPlate,MCP)探测器具备单光子(粒子)灵敏的计数成像探测能力,以及多种类型的读出方式和构造及封装形式的选择。MCP的特征结构决定其具有高空间分辨和快时间响应能力。快速多通道全并行数据处理电子学的应用,使MCP... 微通道板(MicrochannelPlate,MCP)探测器具备单光子(粒子)灵敏的计数成像探测能力,以及多种类型的读出方式和构造及封装形式的选择。MCP的特征结构决定其具有高空间分辨和快时间响应能力。快速多通道全并行数据处理电子学的应用,使MCP光子探测器的空间和时间分辨性能得到显著提高,而借助于像增强器高真空封管工艺制程,结合多种光电阴极的选择,构造标准化封装组件及模块,以便于针对不同应用时的灵活配置及专门优化,将MCP光子探测器拓展到多种学科领域应用,成为对多种微弱辐射物进行高空间分辨和时间分辨的计数成像探测的一个有效工具。 展开更多

关键词 微通道板 光子计数成像探测器 空间分辨 时间分辨

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X射线脉冲星导航探测器的微通道板甄选 被引量：6

5

作者 宋娟 赵宝升 +2 位作者 盛立志 刘哲 刘永安 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期402-407,共6页

根据应用于X射线脉冲星导航系统的大面阵X射线探测器对微通道板（MCP）性能的要求,研究了甄选微通道板的方法。确定了甄选微通道板的4个关键参量,分别是增益的均匀性、阻抗匹配、暗计数率、增益系数。针对这4个参量设计了相应的测试实验... 根据应用于X射线脉冲星导航系统的大面阵X射线探测器对微通道板（MCP）性能的要求,研究了甄选微通道板的方法。确定了甄选微通道板的4个关键参量,分别是增益的均匀性、阻抗匹配、暗计数率、增益系数。针对这4个参量设计了相应的测试实验,制定了甄选MCP的流程,并对采用该流程甄选出的MCP进行了幅值和计数率的测试。测试结果显示：采用单通道阳极接收信号时,每一个探测单元的幅值存在的相对误差各不相同,第i个探测单元输出的信号幅值的最大相对误差Δ1i和最小相对误差Δ2i的波动分别为7%-13.5%,3%-6.7%;而采用四通道共享阳极时输出信号的Δ1i为7.8%、Δ2i为3.1%;单通道阳极计数率之和（n=n1＋n2＋n3＋n4）与四通道共享阳极计数率N的相对误差为4.38%,小于预估值10%。上述实验结果表明该甄选方法能够甄选出满足探测器要求的MCP。 展开更多

关键词 单光子探测 X射线探测器 脉冲星导航系统 微通道板(MCP) MCP甄选 脉冲幅值 计数率

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基于自研ASIC芯片HEPS中硅微条探测器读出电子学原型系统设计与测试

6

作者 杨宗信 李航旭 +3 位作者 胡创业 周杨帆 陈一鸣 郑波 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第1期51-60,共10页

时间分辨X射线粉末衍射技术是探测物质晶体结构及其演变的重要手段。单光子计数型硅微条探测器因其灵敏度高和死时间低,在高能同步辐射光源(HEPS)的X射线粉末衍射实验中发挥着重要作用。研制适用于单光子计数型一维硅微条探测器的专用A... 时间分辨X射线粉末衍射技术是探测物质晶体结构及其演变的重要手段。单光子计数型硅微条探测器因其灵敏度高和死时间低,在高能同步辐射光源(HEPS)的X射线粉末衍射实验中发挥着重要作用。研制适用于单光子计数型一维硅微条探测器的专用ASIC读出芯片(SSDROC)及其读出电子学系统,并采用一种新标定方法解决了SSDROC各通道对同一输入输出响应不一致的问题,该方法可显著提高各通道数据一致性并减小衍射实验数据的统计误差。探测器完成各项性能测试,结果表明整体系统线性优秀、能量分辨能力强、噪声低以及计数率高,为将来大覆盖角度一维硅微条探测器系统研制奠定坚实基础。 展开更多

关键词 单光子计数 硅微条探测器 ASIC芯片 读出电子学 二次阈值标定

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极紫外位置灵敏阳极光子计数成像探测器研究 被引量：11

7

作者 尼启良 刘世界 陈波 《中国光学与应用光学》 2009年第1期36-40,共5页

研制出了应用于月基极紫外成像仪的二维极紫外位置灵敏阳极光子计数成像探测器原形样机,该探测器主要由工作在脉冲计数模式下的微通道板堆、楔条形位置灵敏阳极及相关的模拟和数据处理电路组成。设计和制备了周期为1mm,直径为30mm的三... 研制出了应用于月基极紫外成像仪的二维极紫外位置灵敏阳极光子计数成像探测器原形样机,该探测器主要由工作在脉冲计数模式下的微通道板堆、楔条形位置灵敏阳极及相关的模拟和数据处理电路组成。设计和制备了周期为1mm,直径为30mm的三电极楔条形位置灵敏阳极,研制了最高计数率为200kHz的前端模拟和数字电路。测量了探测器的暗计数率、脉冲高度分布及空间分辨率等工作特性。测量结果表明,该探测器的空间分辨率为0.28mm,满足月基极紫外成像仪对空间分辨率的要求。 展开更多

关键词 极紫外探测器 光子计数成像探测器 微通道板 位置灵敏阳极

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延迟线阳极光子计数成像探测器研究 被引量：1

8

作者 张亚龙 刘永安 +3 位作者 张蕊利 杨向辉 刘哲 盛立志 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期258-266,共9页

基于微通道板的单光子探测器具有体积小、结构紧凑等优点,将其与位置灵敏阳极相结合能够准确记录光子到达的时间信息及位置信息。通过分析延迟线阳极探测器的原理,提出一种基于印刷电路板制备的新型二维交叉延迟线阳极。与传统的电荷直... 基于微通道板的单光子探测器具有体积小、结构紧凑等优点,将其与位置灵敏阳极相结合能够准确记录光子到达的时间信息及位置信息。通过分析延迟线阳极探测器的原理,提出一种基于印刷电路板制备的新型二维交叉延迟线阳极。与传统的电荷直接收集方式不同,该阳极基于电荷感应技术,由高阻感应层代替阳极收集电子,消除了阳极电子再分配带来的噪声。搭建了一套基于交叉延迟线阳极的实验系统并对研制的位敏阳极探测器进行测试,测试结果表明探测器空间分辨率最优为107 um,暗计数为0.23 counts/(cm^(2)·s)。研制的新型交叉延迟线阳极为大面阵单光子成像探测应用奠定了基础。 展开更多

关键词 延迟线阳极 单光子探测器 微通道板 电荷感应技术

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柱面微通道板的制备及其性能研究

9

作者 尼启良 姜忠志 +5 位作者 刘文光 王惟彪 蒲冬冬 潘京生 张蓉 孙建宁 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2020年第6期974-979,共6页

针对未来空间天文学应用的超分辨率光谱成像仪器的需求,对低噪声柱面微通道板(MCP)的制备方法及其性能进行了研究.提出了一种将光学抛光与热成型相结合的新的柱面MCP制备方法,利用不含放射性元素的低噪声MCP玻璃,制备出曲率半径为400 m... 针对未来空间天文学应用的超分辨率光谱成像仪器的需求,对低噪声柱面微通道板(MCP)的制备方法及其性能进行了研究.提出了一种将光学抛光与热成型相结合的新的柱面MCP制备方法,利用不含放射性元素的低噪声MCP玻璃,制备出曲率半径为400 mm、尺寸为30 mm×46 mm、长径比为80:1、通道直径12.5μm、通道间距15μm的柱面MCP,并将其与感应电荷楔条形阳极(WSA)组成光子计数探测器,对其暗计数率、分辨率进行了检测,暗计数率约为0.1 counts/cm^2·s. 展开更多

关键词 柱面微通道板 低噪声 光子计数成像探测器

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X射线脉冲星导航探测器性能研究 被引量：9

10

作者 盛立志 赵宝升 +6 位作者 周峰 王朋 宋娟 刘永安 申景诗 胡慧君 马晓飞 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1071-1076,共6页

为研究用于X射线脉冲星导航的探测系统性能,推导了在光子计数模式下探测系统的信噪比和最小可探测功率的关系表达式,并搭建测量信噪比和最小可探测功率的实验装置.测量了系统的最小可探测功率以及在不同光功率、不同累积时间和不同阈值... 为研究用于X射线脉冲星导航的探测系统性能,推导了在光子计数模式下探测系统的信噪比和最小可探测功率的关系表达式,并搭建测量信噪比和最小可探测功率的实验装置.测量了系统的最小可探测功率以及在不同光功率、不同累积时间和不同阈值电压条件下探测系统的信噪比.通过对X射线光子到达时间的测量,构造了X射线脉冲累积轮廓.实验表明:随着光功率和累积时间的增加,累积脉冲轮廓的信噪比提高,累积脉冲轮廓趋于光滑;当阈值电压为-150mV时,信噪比为26.3,累积脉冲轮廓最优;系统的最小可探测功率为3.5×10-16W. 展开更多

关键词 单光子探测 微通道板探测器 最小可探测功率 信噪比 X射线脉冲星导航

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基于MCP大面阵X射线探测器共享阳极的研究 被引量：6

11

作者 宋娟 赵宝升 +4 位作者 盛立志 刘哲 代锦飞 刘永安 周雁楠 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期37-42,共6页

针对用于大面阵微通道板探测器的电子学采集系统研制难度大的问题,提出了多个探测单元共享一个微带线接收阳极的解决方案.依据微带线原理,设计了阻抗匹配的双通道共享阳极和四通道共享阳极.按照判定多通道共享阳极可用的基本标准,对这... 针对用于大面阵微通道板探测器的电子学采集系统研制难度大的问题,提出了多个探测单元共享一个微带线接收阳极的解决方案.依据微带线原理,设计了阻抗匹配的双通道共享阳极和四通道共享阳极.按照判定多通道共享阳极可用的基本标准,对这两种共享阳极进行了信号传输特性和收集效率的实验验证.模拟实验显示,多通道共享阳极的信号传输呈现出无衰减、无畸变的状态,实验测试结果与模拟计算结果相吻合;双通道共享阳极计数率之和与四通道共享阳极计数率均近似等于单通道阳极计数率之和,相对误差分别为5.2%、7.4%.四通道共享阳极可以取代单通道阳极和双通道共享阳极,将多通道电子学采集系统的通道数目减少至原来的1/4,降低整个电子学采集系统的体积、重量和功耗. 展开更多

关键词 单光子探测 微通道板探测器 多通道共享阳极 X射线脉冲星导航 计数率

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使用感应电荷位敏阳极的极紫外单光子计数成像系统 被引量：20

12

作者 尼启良 何玲平 +2 位作者 刘世界 董宁宁 陈波 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2543-2548,共6页

研制了用于月基极紫外成像相机的二维极紫外位敏阳极光子计数成像探测器原型样机,该探测器系统主要由工作在脉冲计数模式下的微通道板堆、楔条形感应位敏阳极及相关的模拟和数据处理电路组成。设计和制备了周期为1.5mm,有效直径为47 mm... 研制了用于月基极紫外成像相机的二维极紫外位敏阳极光子计数成像探测器原型样机,该探测器系统主要由工作在脉冲计数模式下的微通道板堆、楔条形感应位敏阳极及相关的模拟和数据处理电路组成。设计和制备了周期为1.5mm,有效直径为47 mm的三电极楔条形位敏阳极,研制了最高计数率为200 kHz的前端模拟和数字电路。测量了探测器的暗计数率、脉冲高度分布、增益、线性及空间分辨率等工作特性。测量结果表明,探测器的空间分辨率为7.13 lp/mm(即0.14 mm),满足月基极紫外相机对空间分辨率的要求。 展开更多

关键词 极紫外探测器 光子计数成像探测器 微通道板 感应电荷 楔条形位敏阳极

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光子计数成像器件

13

作者 金玉丰 黄敏 《真空科学与技术》 CSCD 北大核心 1998年第6期459-464,共6页

论述了光子计数成像器件的基本原理，对多阳极微通道板阵列器件、叠合阳极、楔条形阳极和Si位敏阳极结构的光子计数成像器件分别作了介绍，给出了GDB-601型MCP－PMT的一些实验结果。

关键词 光子计数 成像器件 微通道板

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Vernier阳极设计与成像模拟 被引量：2

14

作者 赵爱荣 尼启良 宋克非 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3334-3338,共5页

光子计数成像探测器作为探测微弱光的重要手段,由微通道板,解码阳极以及后续的读出电路组成,其中解码阳极的性能直接影响着探测器的成像质量。作为一种电荷分割型阳极,Vernier阳极利用周期性的正弦电极区域替代了楔条形阳极(WSA)的线性... 光子计数成像探测器作为探测微弱光的重要手段,由微通道板,解码阳极以及后续的读出电路组成,其中解码阳极的性能直接影响着探测器的成像质量。作为一种电荷分割型阳极,Vernier阳极利用周期性的正弦电极区域替代了楔条形阳极(WSA)的线性电极,可获得高的成像分辨率和大的电极活动区域。根据Vernier阳极的设计原理对Vernier阳极进行了仿真和设计,首先,介绍了矢量形式的阳极解码,确定了阳极设计参量为阳极周期长度,电极振幅及电极波长;其次,分析了各阳极设计参量对探测器成像的影响,利用Labview软件分别模拟了电子云,Vernier阳极板以及其相互作用成像情况,确定了Vernier阳极周期长度与粗调波长之间的关系以及设计参数一定时,成像达到最佳的电子云大小,依照模拟结果和实际的加工条件,设计和制备了周期为891μm,绝缘沟道为25μm,振幅为50μm,粗调数为5的九路Vernier阳极。 展开更多

关键词 Vernier阳极 光子计数成像探测器 微通道板 紫外 LABVIEW仿真

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光放大、控制及器件

15

《中国光学》 EI CAS 1995年第3期76-77,共2页

TN144 95031935微道板技术进展(一)=Progress in microchannelplate technology[刊,中]/黄钧良(昆明物理研究所.云南,昆明(650223))∥红外技术.—1995,17(1).—37—41系统地评述了微道板技术的最新进展,包括玻璃表面结构的研究.增益衰... TN144 95031935微道板技术进展(一)=Progress in microchannelplate technology[刊,中]/黄钧良(昆明物理研究所.云南,昆明(650223))∥红外技术.—1995,17(1).—37—41系统地评述了微道板技术的最新进展,包括玻璃表面结构的研究.增益衰减模型,微道板新的制造方法和各种高性能新器件的特性。 展开更多

关键词 微道板 微通道板光电倍增管 技术进展 新器件 表面结构 制造方法 最新进展 自动增益控制 衰减模型 单光子计数

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