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基于MPPC阵列的核辐射成像探测器性能影响因素研究 被引量:1
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作者 陶祖才 王强 +6 位作者 肖雄 宋宝林 张文强 刘双全 黄先超 丁雨憧 徐扬 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第1期40-48,共9页
本文使用YSO晶体阵列和MPPC阵列组成核辐射成像探测器,探究了基于MPPC阵列的核辐射成像探测器性能关键影响因素,包括前端电阻网络、光导厚度和光导边缘切割深度。首先,前端电子学实验发现,采用均匀电荷分配电路(SCD)可改善图像变形问题... 本文使用YSO晶体阵列和MPPC阵列组成核辐射成像探测器,探究了基于MPPC阵列的核辐射成像探测器性能关键影响因素,包括前端电阻网络、光导厚度和光导边缘切割深度。首先,前端电子学实验发现,采用均匀电荷分配电路(SCD)可改善图像变形问题并提高信噪比。接着,在SCD基础上研究了不同厚度光导(0、1.0、1.5、2.0、2.5mm)对成像性能的影响,结果显示光导厚度为1.5mm时具有最佳分辨效果,但仍无法区分晶体阵列边缘像素。最后,在1.5mm光导基础上,对光导外围进行不同深度切割并插入增强型镜面反射膜(ESR),实验表明全部切透且加入反射膜时,可以明显区分出边缘晶体单元。 展开更多
关键词 MPPC阵列 YSO晶体阵列 核辐射成像探测器 电子学 前端电阻网络 光导厚度 光导边缘切割深度
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粒子探测器多用途宽动态范围前端电子学研究
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作者 郭佳承 王浩祯 +24 位作者 吝守龙 贾世海 张昀昱 靳尚泰 陈雷 柏磊 沈彦 黄声慧 胡守扬 周静 李沛玉 孙鹏飞 宋金兴 赵明锐 卢志永 邓桂华 庄晓 许天驹 蒋涛 杜泳熙 张洞明 杨智棋 智宇 赵永刚 李笑梅 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第8期1155-1162,共8页
针对多种粒子探测器输出信号,设计了一种基于分立元件的小体积多用途电荷灵敏前端电子学模块。该模块由电荷灵敏前置放大器、可调极零相消的有源滤波电路、两级可变增益主放电路、峰值保持电路以及触发信号生成电路组成。该模块等效输... 针对多种粒子探测器输出信号,设计了一种基于分立元件的小体积多用途电荷灵敏前端电子学模块。该模块由电荷灵敏前置放大器、可调极零相消的有源滤波电路、两级可变增益主放电路、峰值保持电路以及触发信号生成电路组成。该模块等效输入电荷范围可达5 pC;在2 pF输入电容与500 fC量程的测试条件下,等效噪声电荷小于0.5 fC,线性度大于99%,可满足常见粒子探测器信号处理要求。该模块应用于中国原子能科学研究院自主研发的光刻一体化微结构气体探测器,测量55Fe X射线,测得能量分辨率为19.7%@5.9 keV。通过调节量程,该电子学模块有望广泛应用于硅探测器、闪烁体探测器和气体探测器上。 展开更多
关键词 前端电子学 多用途电路模块 粒子探测器
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4H-SiC双极型光电晶体管电子束辐照效应
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作者 叶思恩 黄丹阳 +2 位作者 付祥和 赵小龙 贺永宁 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第5期29-35,共7页
当光电晶体管偏置在5 V下,辐照前,其暗电流约为58 nA,对365 nm紫外光的响应度约为31 A/W;器件经过10 MeV电子束辐照后,暗电流的数量级下降到10-11 A,响应度下降到原来的1/8左右。辐照后,器件的响应度受偏置电压的影响明显,随着偏置电压... 当光电晶体管偏置在5 V下,辐照前,其暗电流约为58 nA,对365 nm紫外光的响应度约为31 A/W;器件经过10 MeV电子束辐照后,暗电流的数量级下降到10-11 A,响应度下降到原来的1/8左右。辐照后,器件的响应度受偏置电压的影响明显,随着偏置电压的减小而下降,当光电晶体管偏置在3 V下,响应度下降到2.25 A/W。电子束辐照还会影响紫外探测器的开关响应,使响应的总时间变长。结合光电晶体管工作时的电路模型,电子束辐照后引起光产生电流减小、晶体管增益下降和串联电阻增大是引起光电探测器紫外响应性能退化的主要原因。 展开更多
关键词 4H-SiC探测器 双极型晶体管 电子束辐照 响应电流 紫外探测
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用于中子俘获反应截面测量的康普顿相机读出电子学研究
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作者 王维宇 曹平 +2 位作者 孙振宇 任杰 王金成 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第2期145-153,共9页
CSNS Back-n实验环境中复杂的γ本底会影响中子俘获截面测量结果的准确性。本文将康普顿散射成像的原理引入总能量型探测器,开展用于中子俘获反应截面测量的康普顿相机读出电子学的研究,通过计算γ射线的入射方向抑制本底,从而提高效应... CSNS Back-n实验环境中复杂的γ本底会影响中子俘获截面测量结果的准确性。本文将康普顿散射成像的原理引入总能量型探测器,开展用于中子俘获反应截面测量的康普顿相机读出电子学的研究,通过计算γ射线的入射方向抑制本底,从而提高效应本底比。其中探测器选用低本底高分辨的CeBr_3晶体耦合硅光电倍增管(SiPM)进行设计,并基于ASIC和FPGA对320路SiPM输出信号进行读出,通过高性能TDC与QDC实现对γ射线的时间与能量的测量。经过测试,康普顿相机的能量分辨率好于5.7%@662 keV,符合时间分辨σ_t为0.66 ns,eV能区和keV能区的效应本底比分别是现有C_6D_6探测器的1.61倍和3.30倍。测试结果说明了该方案的可行性,可为在Back-n上开展中子俘获反应截面测量提供技术支撑。 展开更多
关键词 中子俘获反应截面 CeBr_(3)探测器 康普顿相机 读出电子学
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复合式深海原位伽马探测谱仪研究
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作者 杨庆宇 曹平 +1 位作者 姜智杰 汪晓虎 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第1期8-15,共8页
本文综合深海原位探测的需求,提出基于新型闪烁晶体碘化锶(SrI_(2)(Eu))及新型半导体探测器碲锌镉(CZT)作为探测单元的复合式谱仪总体设计方案,采用模块化设计方法,对两种不同的探测单元设计了不同的信号放大与处理方式并对其进行电子... 本文综合深海原位探测的需求,提出基于新型闪烁晶体碘化锶(SrI_(2)(Eu))及新型半导体探测器碲锌镉(CZT)作为探测单元的复合式谱仪总体设计方案,采用模块化设计方法,对两种不同的探测单元设计了不同的信号放大与处理方式并对其进行电子学实现,同时针对谱仪由于温度改变引起的能谱峰位漂移进行了温度补偿。并对谱仪进行了实验,结果表明探测谱仪可以同时满足深海原位伽马探测高效率与高分辨率的需求,SrI_(2)(Eu)闪烁晶体探头探测效率可达32%@662 keV,同时能量分辨可达4.3%@662 keV。CZT探测单元能量分辨率1.7%@662 keV。温度修正的引入可有效抑制温度变化引起的能谱峰位漂移。 展开更多
关键词 读出电子学 核辐射探测 碘化锶探测器 碲锌镉探测器 温度补偿
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过电离层电磁脉冲信号的传播参数反演方法与试验研究
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作者 李宗祥 曹保锋 +8 位作者 李鹏 李欣 张雄 魏雍力 王元 王丽华 张天池 李晓 李小强 《地球物理学报》 北大核心 2025年第2期399-412,共14页
使用多星联合到达时间法定时定位电磁脉冲(ElectroMagnetic Pulses,EMPs)的关键在于精确反演传播参数,并矫正电离层色散效应引起的传播时延.经典的参数反演方法存在抗干扰能力差、拟合结果对初值依赖性强以及无法解析电波双折射信号等问... 使用多星联合到达时间法定时定位电磁脉冲(ElectroMagnetic Pulses,EMPs)的关键在于精确反演传播参数,并矫正电离层色散效应引起的传播时延.经典的参数反演方法存在抗干扰能力差、拟合结果对初值依赖性强以及无法解析电波双折射信号等问题.为此,提出一种能应对上述不足的过电离层EMPs传播参数反演方法,计算倾斜总电子含量(SlantTotalElectron Content,STEC)和拍频,并确定信号矫正时延后的绝对到达时间.星载宽带电磁脉冲探测器(Wideband Electromagnetic Pulse Detector,WEMPD)轨道高度约500 km、倾角97.5°,探测到478次地基电磁脉冲模拟器信号.观测结果与其他数据综合对比分析发现:当STEC大于10 TECU时,WEMPD反演拍频与固定高度地磁场模型预测结果基本吻合,平均相对误差16.81%;WEMPD反演垂直电子总含量(Vertical Total Electron Content,VTEC)与国际参考电离层模型预测结果一致,平均偏差2.35 TECU;WEMPD反演VTEC与中国科学院全球电离层电子总含量格网具有相同的电离层时变特征表征能力,二者偏差全年保持在10 TECU左右;WEMPD反演STEC高阶效应的显著性与不同时间电离层条件有关,清晨约为傍晚3倍;矫正高阶效应后,WEMPD的定时精度2.34μs,相比矫正前提升约20%.研究结果不仅能为过电离层EMPs传播时延矫正奠定基础,还可为区域电离层研究提供低轨道观测数据. 展开更多
关键词 宽带电磁脉冲探测器 电磁脉冲模拟器 电离层 倾斜电子总含量
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场发射扫描电子显微镜观察碳纤维截面最优条件的研究
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作者 邱伟峰 孙绍桓 +4 位作者 王炜 李松峰 刘艳艳 戴海娟 李杨 《化工新型材料》 北大核心 2025年第S1期271-274,共4页
以国产聚丙烯腈(PAN)基碳纤维(GQ4522)为研究对象。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)等作为观察手段,分析比较了工作距离(WD)、探测器种类、工作模式、加速电压、束斑尺寸、扫描速度等因素对碳纤维截面成像质量的影响。结果表明:在Optip... 以国产聚丙烯腈(PAN)基碳纤维(GQ4522)为研究对象。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)等作为观察手段,分析比较了工作距离(WD)、探测器种类、工作模式、加速电压、束斑尺寸、扫描速度等因素对碳纤维截面成像质量的影响。结果表明:在Optiplan工作模式下采用T2探测器的最优工作参数为:加速电压为2kV、工作距离为10mm、spot为5。上述工作参数下扫描时间越长,图像质量越高,越适合样品的低倍数成像。 展开更多
关键词 扫描电子显微镜 工作距离 探测器 工作模式 加速电压 束斑尺寸 扫描速度
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基于电流放大芯片的Micromegas探测器高集成度读出电子学设计
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作者 王婷 王宇 +4 位作者 姚志杭 刘昱林 封常青 张志永 刘树彬 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2437-2444,共8页
高分辨、大面积Micromegas探测器广泛应用于粒子物理实验、医学成像和工业检测等领域。针对Micromegas探测器多通道的读出需求,设计并实现了一种512通道的高集成度前端电子学(compact frontend electronics,Compact_FEC)。该电子学采用... 高分辨、大面积Micromegas探测器广泛应用于粒子物理实验、医学成像和工业检测等领域。针对Micromegas探测器多通道的读出需求,设计并实现了一种512通道的高集成度前端电子学(compact frontend electronics,Compact_FEC)。该电子学采用电流读出芯片ADAS1128,芯片集成128个电流放大器,可实现多通道电荷信息测量。电子学支持USB3.0和千兆以太网通信,可实现与上位机进行通讯交互。通过对电子学性能进行测试,在电子学线性动态范围为−77.97~0 fC的测试条件下,增益约213.6 Code/fC,积分非线性为2.7%,噪声小于0.7 fC。为验证读出电子学对Micromegas探测器阳极条信号的读出能力,利用^(55)Fe放射源进行X射线能量分辨率测试,同时利用宇宙射线进行缪子击中位置重建位置分辨率测试。通过放射源测试可探测到X射线的全能峰与Ar逃逸峰;其中全能峰能量分辨率约20.23%@5.9 keV,全能峰与逃逸峰峰值比约2.09∶1。缪子击中位置测试结果表明,读出电子学测得Micromegas探测器x维度和y维度的位置分辨率分别为0.240 mm和0.243 mm。上述两项测试验证了Compact_FEC在单粒子测量模式下可用于读出Micromegas探测器。 展开更多
关键词 电流放大器 Micromegas探测器 读出电子学
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非电离室型探测器在深度剂量扫描中的应用研究
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作者 李毅华 吴晗 +2 位作者 王志鹏 王坤 金孙均 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第6期1125-1132,共8页
为研究非电离室型探测器在深度剂量分布扫描中的响应特性,通过采用平板电离室、半导体和宝石探测器对医用光子束和电子束深度剂量分布进行扫描,并以平板电离室作为参考,分析比较半导体和宝石探测器在最大剂量深度、射线质等参数来探究... 为研究非电离室型探测器在深度剂量分布扫描中的响应特性,通过采用平板电离室、半导体和宝石探测器对医用光子束和电子束深度剂量分布进行扫描,并以平板电离室作为参考,分析比较半导体和宝石探测器在最大剂量深度、射线质等参数来探究其在深度剂量上的性能。结果表明:医用光子束下除两支探测器外,其余探测器获得的射线质与参考值的最大相对偏差为-0.67%,符合TRS-398报告高能光子束允许的不确定度1.0%,电子束<10 MeV时,各能量下非电离室型探测器获得的射线质与参考值的平均相对偏差最小为1.91%,能量≥10 MeV时,平均相对偏差最大为1.01%,除两支探测器外,其余探测器的相对偏差最大为-1.15%,符合TRS-398报告高能电子束允许的不确定度1.2%。P型半导体探测器获得的射线质与参考值的相对偏差在±0.85%内,比E型半导体探测器的相对偏差范围±0.67%大。结论:非电离室型探测器在高能光子束下影响较小,电子束<10 MeV时影响较大,能量≥10 MeV时影响较小,且尽量选择E型半导体探测器,并考虑探测器外壳材质。 展开更多
关键词 电离室 半导体探测器 深度剂量 射线质 医用光子束和电子束
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用于小型AMS的类布拉格探测器研制 被引量:1
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作者 修诚利 张文慧 +5 位作者 赵庆章 何明 包轶文 李康宁 郭巍 董鹏伟 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第2期277-283,共7页
为了解决小型AMS系统中,使用现有的气体电离室探测低能量重粒子时,脉冲信号高度与探测器本底噪声重合较多、难以有效区分的问题,研制了一种新型的类布拉格气体电离室。在一定的约化场强下,这种电离室能够使电子在阳极附近区域发生电子倍... 为了解决小型AMS系统中,使用现有的气体电离室探测低能量重粒子时,脉冲信号高度与探测器本底噪声重合较多、难以有效区分的问题,研制了一种新型的类布拉格气体电离室。在一定的约化场强下,这种电离室能够使电子在阳极附近区域发生电子倍增,从而使脉冲信号高度上升,以达到与探测器本底噪声分开的目的。利用5.8 MeV的α粒子进行实验,通过调节α粒子进入探测器的能量,并在不同气体压力、阳极电压(约化场强E/P)的条件下对探测器性能进行系统调试。经过模拟计算和系统调试,得出以下结论:该探测器可用于测量粒子的能谱,能量分辨率可达到2.98%。当阳极前1 mm处的约化场强E/P为5 V·mm^(-1)·hPa^(-1)时,脉冲信号的增益大约为7倍。 展开更多
关键词 小型AMS 气体电离室 类布拉格探测器 电子倍增
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基于硅橡胶薄膜的固相微萃取技术测定水中13种有机氯农药残留 被引量:1
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作者 薛佳莹 李赐云 +3 位作者 蒋晴晴 徐绘茹 吴祥为 花日茂 《农药学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1181-1190,共10页
为了有效监测环境水体中的有机氯农药(OCPs)残留,本研究开发了一种低消耗、弱基质效应、经济便捷的固相微萃取技术测定水中13种OCPs残留的方法。应用具有强选择性的硅橡胶(SR)薄膜为固相吸附材料,制备了简便易操作的固相萃取瓶,通过优... 为了有效监测环境水体中的有机氯农药(OCPs)残留,本研究开发了一种低消耗、弱基质效应、经济便捷的固相微萃取技术测定水中13种OCPs残留的方法。应用具有强选择性的硅橡胶(SR)薄膜为固相吸附材料,制备了简便易操作的固相萃取瓶,通过优化萃取方式、萃取时间、洗脱溶剂以及洗脱方式等条件,选择涡旋10 min进行SR薄膜对目标物的萃取,利用5 mL V_(正己烷):V_(乙酸乙酯)=1:1溶液洗脱SR薄膜上目标物,采用气相色谱仪进行检测。结果表明:方法检出限在0.001~0.132μg/L之间,定量限为0.2μg/L;决定系数(R^(2))>0.9973;在0.2、1、20μg/L 3个添加水平下,13种农药在水中OCPs的平均回收率在73%~109%之间,相对标准偏差在0.5%~13%之间(n=5)。利用该方法对巢湖、南淝河等合肥市内主要河流进行了13种OCPs残留的检测,结果发现13种OCPs的最高检出质量浓度为3.64μg/L。与已所报道的方法相比,该方法具有灵敏度高、操作简便、成本低等特点,在环境水体OCPs多残留痕量监测领域具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 有机氯农药 硅橡胶薄膜 固相微萃取 气相色谱-电子捕获检测器 环境水体 残留
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Robust adaptive radar beamforming based on iterative training sample selection using kurtosis of generalized inner product statistics 被引量:1
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作者 TIAN Jing ZHANG Wei 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2024年第1期24-30,共7页
In engineering application,there is only one adaptive weights estimated by most of traditional early warning radars for adaptive interference suppression in a pulse reputation interval(PRI).Therefore,if the training s... In engineering application,there is only one adaptive weights estimated by most of traditional early warning radars for adaptive interference suppression in a pulse reputation interval(PRI).Therefore,if the training samples used to calculate the weight vector does not contain the jamming,then the jamming cannot be removed by adaptive spatial filtering.If the weight vector is constantly updated in the range dimension,the training data may contain target echo signals,resulting in signal cancellation effect.To cope with the situation that the training samples are contaminated by target signal,an iterative training sample selection method based on non-homogeneous detector(NHD)is proposed in this paper for updating the weight vector in entire range dimension.The principle is presented,and the validity is proven by simulation results. 展开更多
关键词 adaptive radar beamforming training sample selection non-homogeneous detector electronic jamming jamming suppression
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侧栅晶体管太赫兹探测器的物理模型、结构制备与直流测试
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作者 康亚茹 董慧 +4 位作者 刘晶 黄镇 李兆峰 颜伟 王晓东 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期526-532,共7页
针对侧栅结构高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistors,HEMTs)太赫兹探测器,构建了器件的直流输运和太赫兹探测的物理模型。运用自对准工艺,成功制备了形态良好、接触可靠的侧栅结构,有效地解决了器件双侧栅与台面间的... 针对侧栅结构高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistors,HEMTs)太赫兹探测器,构建了器件的直流输运和太赫兹探测的物理模型。运用自对准工艺,成功制备了形态良好、接触可靠的侧栅结构,有效地解决了器件双侧栅与台面间的接触问题,最终获得了不同栅宽(200 nm、800 nm和1400 nm)的侧栅GaN/AlGaN HEMT太赫兹探测器。通过直流测试表征发现,不同器件的栅宽与其阈值电压之间呈现出明显的线性关系,验证了侧栅结构HEMT太赫兹探测器的直流输运模型。上述结果为完整的侧栅HEMT太赫兹探测器的理论模型提供了实验验证和指导,为侧栅HEMT太赫兹探测器的发展提供了重要支持。 展开更多
关键词 氮化镓 太赫兹探测器 侧栅 高电子迁移率晶体管
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硅基热电子短波红外探测技术(封面文章·特邀)
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作者 文鑫皓 贾瑀 +5 位作者 于乐泳 邵丽 陈惠 霞朝杰 汤林龙 史浩飞 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1-22,共22页
短波红外具有穿透烟雾的特性,可在低光照环境或恶劣天气条件下成像,在军事、安防、环境监测等多个领域展现出重要应用价值。硅基热电子短波红外探测技术因具备与CMOS半导体工艺兼容、响应波段灵活可调等独特优势,已成为当前研究的热点... 短波红外具有穿透烟雾的特性,可在低光照环境或恶劣天气条件下成像,在军事、安防、环境监测等多个领域展现出重要应用价值。硅基热电子短波红外探测技术因具备与CMOS半导体工艺兼容、响应波段灵活可调等独特优势,已成为当前研究的热点。文中系统地回顾了该领域的国内外研究进展,剖析了与光电转换效率密切相关的热电子产生、传输与注入等物理过程中的能量损耗机制。在此基础上,总结了针对性的改进策略,包括通过光学吸收增强和热损耗抑制来增加热电子的产生效率;通过精确调控热电子的初始位置、能量、动量分布及自由程来优化其传输过程;以及利用肖特基结和界面调控等技术来提高热电子的注入概率。此外,文中还讨论了暗电流的抑制方法,以期提升探测器的整体性能。最后,展望了硅基热电子红外光电探测器未来的发展方向。 展开更多
关键词 短波红外 热电子 探测器 肖特基结
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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
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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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面向行星表面元素测量的小型化伽马谱仪原理样机设计
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作者 黄磊 王轶超 +3 位作者 封常青 王宇 王婷 刘树彬 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2024年第1期6-17,共12页
对行星表面物质受宇宙射线激发或天然衰变而产生的伽马射线进行探测,是一种测量行星表面主要元素成分及其空间分布的可靠技术手段,已被多个行星探测任务采用。提出了将CZT探测器与SiPM读出闪烁晶体相结合的行星元素伽马谱仪方案,该方案... 对行星表面物质受宇宙射线激发或天然衰变而产生的伽马射线进行探测,是一种测量行星表面主要元素成分及其空间分布的可靠技术手段,已被多个行星探测任务采用。提出了将CZT探测器与SiPM读出闪烁晶体相结合的行星元素伽马谱仪方案,该方案兼具低能段的高能量分辨率和高能段的高探测效率,同时可以减小来自非探测方向伽马背景的影响,且具有较小的体积、重量和功耗。为进行初步的技术路线验证,设计了一个将CZT阵列(单个灵敏尺寸1 cm×1 cm×0.5 cm)与BGO探测器(晶体的主体尺寸8.4 cm×8.4 cm×4 cm)相结合的小型化伽马谱仪原理样机,并开展了物理模拟。完成了前端探测器模块、数据处理模块和FPGA控制逻辑的设计实现,以及原理样机的组装。使用放射源、上海光源激光伽马光束线和中子激发伽马对谱仪进行了测试,CZT探测器对^(137)Cs@662 keV伽马射线的能量分辨率(FWHM)为2.1%,可以较好地分辨低能伽马射线,BGO晶体能够较好地探测和分辨高能伽马射线。该方案为未来小型化行星伽马谱仪的工程设计提供了参考。 展开更多
关键词 伽马谱仪 行星元素测量 CZT探测器 读出电子学
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高计数率多通道时间测量与串行读出电路研制
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作者 陆伟建 千奕 +4 位作者 蒲天磊 赵红赟 孙志坤 张家瑞 刘政强 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2592-2600,共9页
近年来应用于中高能核物理实验的先进前端读出专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)芯片呈现出越来越强的数字化趋势,可提高系统的集成度并降低功耗。论文研制了一种高计数率多通道时间测量与串行读出电路(high-... 近年来应用于中高能核物理实验的先进前端读出专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)芯片呈现出越来越强的数字化趋势,可提高系统的集成度并降低功耗。论文研制了一种高计数率多通道时间测量与串行读出电路(high-count rate multi-channel time measurement and serial readout circuit,HMTRC),可实现核事件去稀疏化、去随机化的读出。该电路主要包括了基于时钟分相技术的时间数字转化器、控制器、先进先出存储器和基于令牌环逻辑的轮询读出模块。HMTRC已被集成到一款自研的16通道前端读出ASIC芯片中,可测量和储存时间信息,并利用数字驱动的前端读出架构实现时间与能量信息同步读出。测试表明,时间分辨率好于2 ns,功能符合预期。 展开更多
关键词 ASIC 探测器前端读出电子学 FIFO 时钟分相技术 轮询读出
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核电子学在空间科学探测领域的应用 被引量:1
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作者 刘树彬 胡雪野 封常青 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期475-491,共17页
21世纪以来,随着科学技术的进步和对宇宙探索的不懈追求,我国成功发射了多颗空间科学卫星和深空探测载荷。在这些空间科学卫星或搭载的科学仪器中,核与粒子探测器发挥着至关重要的作用。核电子学作为探测器的重要组成部分,其功能涵盖前... 21世纪以来,随着科学技术的进步和对宇宙探索的不懈追求,我国成功发射了多颗空间科学卫星和深空探测载荷。在这些空间科学卫星或搭载的科学仪器中,核与粒子探测器发挥着至关重要的作用。核电子学作为探测器的重要组成部分,其功能涵盖前端信号放大读出、数字化、触发判选与处理等多个环节。空间科学探测中的核电子学除满足探测器在高分辨率、大动态范围、精确粒子鉴别和数据压缩等方面的需求,同时还须符合空间环境下的抗辐照、高可靠性和长寿命等工程要求。本文通过回顾核电子学在我国空间探测领域的应用,希望为核电子学技术在空间科学领域的进一步发展提供参考和见解。论文分析了几个空间科学任务中的核电子学设计方案,包括暗物质粒子探测卫星(Dark Matter Particle Explorer,DAMPE)、硬X射线调制望远镜(Hard X-ray Modulation Telescope,HXMT)、引力波暴高能电磁对应体全天监测器卫星(Gravitational Wave High-energy Electromagnetic Counterpart All-sky Monitor, GECAM)、天问一号(Tianwen-1)、先进天基太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory, ASO-S)和爱因斯坦探针卫星(Einstein Probe,EP)等。在此基础上,本文进一步探讨了核电子学技术对于实现空间探测科学目标的重要性及其面临的挑战,包括创新性、空间环境适应能力等方面,并对未来的发展方向进行了展望。核电子学是核与粒子探测的核心技术,在空间科学任务中,核电子学系统除必须满足对探测器信号进行精密读出等所需要达到的电性能参数方面的要求,还要确保在太空特殊环境中的长期可靠性。此外,随着科学目标的拓展和提升,空间探测任务对核电子学的数据处理和传输能力也提出了更高的要求。同时,受益于新材料、先进工艺和人工智能等技术的发展,未来的核电子学系统有望更紧凑、可靠和智能化。核电子学的持续发展有望为实现更高水平的空间科学探测提供强有力的支持,推动对宇宙空间的更深度探索。 展开更多
关键词 空间科学卫星 探测器 核电子学 前端读出 触发判选 可靠性设计
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医用电子检测仪支架双色成型模具设计 被引量:3
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作者 刘义考 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期101-108,共8页
设计了1副双色注塑模具用于某医用电子检测仪支架双色塑件的成型。依据塑件不同材料不同颜色的生产要求,第一射基础件选用聚碳酸酯(PC)成型,第二射插片体选用PC/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)成型,第二射材料熔体温度比第一射材料低35... 设计了1副双色注塑模具用于某医用电子检测仪支架双色塑件的成型。依据塑件不同材料不同颜色的生产要求,第一射基础件选用聚碳酸酯(PC)成型,第二射插片体选用PC/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)成型,第二射材料熔体温度比第一射材料低35℃,确保第二射成型能顺利进行。在分别制定了第一射、第二射成型工艺的基础上,设计了塑件成型的双色模具,双色模具采用旋转式结构,由两副子模具构成,两副子模具都采用两板式模具,浇注系统都采用冷流道+热嘴形式。针对有滑块机构的双色模具在第二射成型时易产生飞边问题,设计了一种双色模具三角截面斜导柱第一射免抽芯滑块机构,在该机构中,通过将常用圆柱形斜导柱改进为三角截面斜导柱、增设弹销,以及将斜导柱孔改进为“U形槽”等措施,使第一射成型时侧抽芯滑块免于侧抽芯,从而确保了第二射子模具模腔封闭的严密性,将塑件的成型品质合格率提高到99%以上。 展开更多
关键词 医用电子检测仪支架 双色成型模具 注射成型工艺 结构改进 三角截面斜导柱
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气相色谱法检测红树林湿地土壤中氯/溴代多环芳烃
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作者 左梓岑 张丽 +2 位作者 倪洁 何真 杨桂朋 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期261-268,共8页
建立了气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)法检测红树林湿地土壤中18种氯/溴代多环芳烃(Cl/Br-PAHs)同类物,探究了土壤样品的前处理方法,并验证了方法的有效性.该方法的检出限和加标回收率分别为0.21~3.75ng/g dw和64.9%~106.4%,相对标准... 建立了气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)法检测红树林湿地土壤中18种氯/溴代多环芳烃(Cl/Br-PAHs)同类物,探究了土壤样品的前处理方法,并验证了方法的有效性.该方法的检出限和加标回收率分别为0.21~3.75ng/g dw和64.9%~106.4%,相对标准偏差为0.42%~14.13%.与GC-MS方法相比,GC-ECD方法对于多数Cl/Br-PAHs的准确度和灵敏度相当,且该方法稳定性更好,测定成本更低,可以满足湿地土壤中Cl/Br-PAHs的定性定量分析.采用所建立的方法对广西红树林湿地土壤样品进行了检测,结果显示,湿地土壤样品中Cl/Br-PAHs的总含量范围为163.24~244.45ng/g dw. 展开更多
关键词 氯/溴代多环芳烃(Cl/Br-PAHs) 气相色谱-电子捕获检测器法(GC-ECD) 土壤 红树林湿地 新污染物
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