楔条形阳极光子计数探测器成像性能的检测 被引量：16

1

作者 何玲平 尼启良 +2 位作者 李敏 刘世界 陈波 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2699-2704,共6页

基于楔条形位置灵敏阳极的光子计数成像探测器能够记录入射的单光子或带电粒子位置信息,因而能够在极低的照明条件下实现目标的二维成像。本文研制了一套WSA光子计数成像探测器样机,介绍了它的设计结构及工作原理;分析了这类探测器的图... 基于楔条形位置灵敏阳极的光子计数成像探测器能够记录入射的单光子或带电粒子位置信息,因而能够在极低的照明条件下实现目标的二维成像。本文研制了一套WSA光子计数成像探测器样机,介绍了它的设计结构及工作原理;分析了这类探测器的图像畸变产生的原因,提出了校正图像畸变的方法,并得到了无畸变的图像。以美国空军标准分辨率检测板(USAF1951)为目标进行了分辨率检测,采集的检测图像显示人的裸眼能分辨出检测板的第2组第6单元条纹。最后,为了消除人眼观测的主观性,通过计算探测器对该单元条纹的成像调制度来确保检测结果的准确性。计算结果显示探测器对该单元条纹的水平、垂直方向成像调制度分别为57%和37%。这一结果表明研制的探测器完全能够分辨该单元条纹,对应的分辨率为7.13lp/mm,即探测器空间分辨率达到了0.14mm。 展开更多

关键词 楔条形阳极 光子计数成像 分辨率检测 成像调制度

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楔条形阳极探测器的性能测试与分析 被引量：6

2

作者 刘永安 赵宝升 +3 位作者 朱香平 缪震华 张兴华 邹玮 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期750-755,共6页

对研制出的楔条形阳极探测器进行了性能分析与实验测试,分析了引起成像畸变的三个重要因素:到达阳极的电子云半径大小、阳极的电容耦合效应和电子读出电路的性能.电子云半径的过大或过小会相应引起成像的"S"畸变或调制畸变,... 对研制出的楔条形阳极探测器进行了性能分析与实验测试,分析了引起成像畸变的三个重要因素:到达阳极的电子云半径大小、阳极的电容耦合效应和电子读出电路的性能.电子云半径的过大或过小会相应引起成像的"S"畸变或调制畸变,电容耦合效应和电路噪音也均会引起成像的畸变.此外,测试了探测器的暗计数率、线性度以及空间分辨率等性能,同时分析了微通道板在光照情况下的增益特性和暗计数的一般特性及其产生原因.测试结果表明探测器的成像畸变很小、线性关系较好,空间分辨率优于150μm,微通道板的暗计数率低于0.4count/s*cm2. 展开更多

关键词 阳极探测器 楔条形阳极 微通道板 暗计数 分辨率

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楔条形阳极收集器的参量设计与工艺优化 被引量：4

3

作者 缪震华 赵宝升 +2 位作者 刘永安 朱香平 张兴华 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期11-16,共6页

分析了楔条形阳极收集器各参量对探测器主要性能的影响,研究了圆形收集器的设计方法,制定并优化了相应的制作工艺.以此为基础,设计和制作了两块有效探测面积Φ48mm、周期1.2mm、绝缘沟道宽度30μm、电极厚度分别为1μm和2μm的圆形收集... 分析了楔条形阳极收集器各参量对探测器主要性能的影响,研究了圆形收集器的设计方法,制定并优化了相应的制作工艺.以此为基础,设计和制作了两块有效探测面积Φ48mm、周期1.2mm、绝缘沟道宽度30μm、电极厚度分别为1μm和2μm的圆形收集器.通过对比和分析这两块收集器的电阻和电极电容值以及相应的成像实验,验证了上述研究方法的正确性和'先光刻腐蚀后电镀增厚'工艺方案的可行性. 展开更多

关键词 阳极探测器 楔条形阳极收集器 参量设计 工艺优化

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楔条形阳极紫外探测器综述 被引量：1

4

作者 石吟馨 戴丽英 唐光华 《真空电子技术》 2011年第6期1-4,11,共5页

基于楔条形阳极的紫外探测器能够探测到极微弱光情况下的单光子信息,并能够依靠电子读出系统实现探测目标的二维成像。本文介绍了楔条形阳极紫外探测器的发展,阐述了这类探测器工作原理,详细分析了探测系统的具体构成,最后总结了它的性... 基于楔条形阳极的紫外探测器能够探测到极微弱光情况下的单光子信息,并能够依靠电子读出系统实现探测目标的二维成像。本文介绍了楔条形阳极紫外探测器的发展,阐述了这类探测器工作原理,详细分析了探测系统的具体构成,最后总结了它的性能和应用前景。 展开更多

关键词 紫外探测器 楔条形阳极 单光子 读出系统

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楔条形阳极位置灵敏探测器图像非线性研究 被引量：1

5

作者 何玲平 尼启良 +2 位作者 李敏 董宁宁 陈波 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期512-515,共4页

基于楔条形阳极位置灵敏探测器的成像原理和二维傅里叶变换理论,提出了一种建立该类探测器成像模型的方法,进而模拟了探测器的成像效果,仿真了成像的几何非线性,仿真图像与实际图像基本符合。仿真结果表明:在阳极面板半径多出微通道板半... 基于楔条形阳极位置灵敏探测器的成像原理和二维傅里叶变换理论,提出了一种建立该类探测器成像模型的方法,进而模拟了探测器的成像效果,仿真了成像的几何非线性,仿真图像与实际图像基本符合。仿真结果表明:在阳极面板半径多出微通道板半径2P(P为阳极周期宽度)和电子云分布半宽度D为1.3P时,该类探测器的成像线性良好;电子云过小即D<P时,楔条形阳极对电子云欠采样,出现成像调制扭曲(modulation),且随着D的进一步变小而更加明显;在电子云面积过大即D>5P时,电子云超出楔条形阳极工作区域,成像边缘扭曲十分明显。 展开更多

关键词 位置灵敏 楔条形阳极 成像非线性 电子云大小 计算机仿真

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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

6

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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高速远紫外光子计数成像读出电路设计 被引量：1

7

作者 刘晓红 王咏梅 王永松 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期110-115,共6页

远紫外光子计数成像探测技术通过探测微弱的单光子信息,记录每个单光子位置,在一定时间累积之后达到总体成像的目的.单光子的计数率限制着信息的获取,在分析影响计数率因素的基础上,需要设计前端模拟电路对探测器信号进行放大和整形,具... 远紫外光子计数成像探测技术通过探测微弱的单光子信息,记录每个单光子位置,在一定时间累积之后达到总体成像的目的.单光子的计数率限制着信息的获取,在分析影响计数率因素的基础上,需要设计前端模拟电路对探测器信号进行放大和整形,具体实现采用A225芯片作为前置放大器,并设计相应的整形电路.仿真和实验结果表明,电路设计合理,计数率可达到200 kHz. 展开更多

关键词 远紫外 单光子成像 楔条形阳极 计数率

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光子计数成像探测器位敏阳极研究 被引量：5

8

作者 刘永安 李林森 +5 位作者 刘哲 强鹏飞 刘舵 盛立志 田进寿 赵宝升 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期47-53,共7页

楔条形位敏阳极属于电荷分割型阳极,其在光子计数成像探测器中的作用是对光子事件进行位置解码,阳极性能参数对探测器的成像性能有重要影响。对楔条形位敏阳极的极间电容进行研究,通过理论模型得到了阳极极间电容的计算表达式;设计并制... 楔条形位敏阳极属于电荷分割型阳极,其在光子计数成像探测器中的作用是对光子事件进行位置解码,阳极性能参数对探测器的成像性能有重要影响。对楔条形位敏阳极的极间电容进行研究,通过理论模型得到了阳极极间电容的计算表达式;设计并制作了不同参数的阳极面板,测试分析了阳极周期长度、绝缘沟道宽度、阳极收集面积和衬底材料等因素与阳极极间电容间的关系。阳极极间电容测试结果与理论计算值相符,极间电容计算值与测试值之间的偏差在10%以内。 展开更多

关键词 探测器 光子计数成像 楔条形阳极 极间电容 空间分辨率

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紫外单光子成像系统的研究 被引量：26

9

作者 张兴华 赵宝升 +3 位作者 缪震华 朱香平 刘永安 邹玮 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期4238-4243,共6页

搭建了紫外单光子成像系统,详细介绍了该系统的组成、工作原理和分辨率性能测试.由汞灯发出的紫外光经过大气散射、多块减光片得到了紫外单光子流.单光子直接打在微通道板上,微通道板产生的倍增电子由楔条形阳极收集,电荷灵敏前置放大... 搭建了紫外单光子成像系统,详细介绍了该系统的组成、工作原理和分辨率性能测试.由汞灯发出的紫外光经过大气散射、多块减光片得到了紫外单光子流.单光子直接打在微通道板上,微通道板产生的倍增电子由楔条形阳极收集,电荷灵敏前置放大器将阳极输出的电荷信号转变为电压信号,主放大器对前放信号进行滤波整形.利用高速数据采集卡连续采集主放大器的输出波形,通过软件对采集波形进行处理,采用图像处理技术得到了紫外单光子10min的计数图像,并对图像进行了畸变校正.此外,通过自己设计的分辨率板,测得该系统的分辨率可达150μm.该系统在极微弱光探测成像,生物发光,空间环境探测等方面具有广泛应用. 展开更多

关键词 单光子计数成像 阳极探测器 楔条形阳极 分辨率

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30．4nm极紫外成像探测器的实验研究 被引量：14

10

作者 朱香平 赵宝升 +3 位作者 刘永安 缪震华 张兴华 邹玮 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1925-1929,共5页

报导了最新研制的30.4 nm极紫外成像探测器的实验研究结果。该探测器采用了楔条形阳极(WSA)、高增益V型级联微通道板组件、低噪声电子读出系统等先进技术,利用单光子计数成像技术在实验室成功获得了模拟图像。搭建了相应的实验系统,对... 报导了最新研制的30.4 nm极紫外成像探测器的实验研究结果。该探测器采用了楔条形阳极(WSA)、高增益V型级联微通道板组件、低噪声电子读出系统等先进技术,利用单光子计数成像技术在实验室成功获得了模拟图像。搭建了相应的实验系统,对探测器成像的线性度、空间分辨率、暗计数等性能进行了实验研究。结果表明,该探测器具有45 nm的有效面积,空间分辨率优于100μm,暗计数率低[0.4 count/(cm2.s)]、成像线性度好、结构简单等优点。 展开更多

关键词 探测器 紫外探测 30.4 nm极紫外 单光子计数成像 微通道板 楔条形阳极探测器

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紫外单光子成像系统增益特性研究 被引量：12

11

作者 张兴华 赵宝升 +3 位作者 刘永安 缪震华 朱香平 赵菲菲 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期1779-1784,共6页

介绍了基于微通道板和楔条形阳极的紫外单光子成像系统的组成和工作原理.利用该系统分别研究了两块和三块微通道板在不同电压下的暗计数特性.实验和拟合结果表明微通道板的暗计数脉冲幅度呈负指数型分布,暗计数率随电压升高而增大.通过... 介绍了基于微通道板和楔条形阳极的紫外单光子成像系统的组成和工作原理.利用该系统分别研究了两块和三块微通道板在不同电压下的暗计数特性.实验和拟合结果表明微通道板的暗计数脉冲幅度呈负指数型分布,暗计数率随电压升高而增大.通过测试不同电压下的脉冲幅度分布曲线,发现微通道板增益在较高电压下更加均匀.研究了两块微通道板情况下,微通道板电压和间距对系统分辨率的影响.结果表明,系统分辨率随微通道板电压增加而提高;另外,适当增加微通道板间距也可以提高系统分辨率. 展开更多

关键词 单光子计数成像 微通道板 楔条形阳极 分辨率

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电荷云尺寸对紫外光子计数成像探测器性能的影响 被引量：5

12

作者 刘永安 鄢秋荣 +3 位作者 盛立志 赵菲菲 胡慧君 赵宝升 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期771-777,共7页

微通道板出射电荷云尺寸与微通道板增益、微通道板输出面和楔条形阳极间距离以及阳极加速电压等因素有关.到达阳极的电荷云尺寸对紫外光子计数探测器的成像性能有重要影响.本文研究了电荷云尺寸对紫外光子计数成像系统成像性能的影响,... 微通道板出射电荷云尺寸与微通道板增益、微通道板输出面和楔条形阳极间距离以及阳极加速电压等因素有关.到达阳极的电荷云尺寸对紫外光子计数探测器的成像性能有重要影响.本文研究了电荷云尺寸对紫外光子计数成像系统成像性能的影响,论述了调制畸变和"S"畸变两种图像畸变及其产生的原因,采用蒙特卡洛方法模拟了不同尺寸的电荷云对阳极解码的影响.实验测试了微通道板和阳极间距离、微通道板增益以及阳极加速电压对紫外光子计数成像系统成像性能的影响,并给出了实际解决调制畸变和"S"畸变的有效方法. 展开更多

关键词 光子计数成像 楔条形阳极 微通道板 阳极探测器

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极紫外微通道板光子计数成像探测器性能研究 被引量：13

13

作者 尼启良 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期20-24,共5页

基于CE-3极紫外（EUV）相机最高工作温度为70 ℃的要求，对EUV相机的微通道板（MCP）位置灵敏阳极光子计数成像探测器实验件在70 ℃时的性能进行了研究，该探测器主要由工作在脉冲计数模式下的MCP堆、楔条形感应电荷阳极及相关的模拟和... 基于CE-3极紫外（EUV）相机最高工作温度为70 ℃的要求，对EUV相机的微通道板（MCP）位置灵敏阳极光子计数成像探测器实验件在70 ℃时的性能进行了研究，该探测器主要由工作在脉冲计数模式下的MCP堆、楔条形感应电荷阳极及相关的模拟和数据处理电路组成。为了获得稳定的MCP堆电子增益及较小的暗计数率，对MCP堆进行了预处理，包括380 ℃条件下真空高温烘烤18 h，以及电子清刷100 μA·h，并测量了预处理前后暗计数率；测量了探测器工作在室温和70 ℃时的暗计数率、空间分辨率、增益，测量结果表明探测器的空间分辨率为5.66 lp/mm，与室温下空间分辨率相同，暗计数率虽然小于1 counts/（s·cm2），但70 ℃暗计数率是室温的2~5倍；对探测器的使用寿命进行了初步分析。实验结果和分析表明探测器在空间分辨率、暗计数率、使用寿命等方面均满足EUV相机的要求。 展开更多

关键词 探测器 光学器件 光子计数成像探测器 极紫外 微通道板 感应电荷楔条形阳极

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远紫外光子计数成像探测器分辨率及计数率的优化 被引量：6

14

作者 尼启良 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期40-46,共7页

基于远紫外（FUV）成像光谱仪对所用光子计数成像探测器高计数率、高空间分辨率的要求,研制出使用感应电荷位置灵敏阳极的FUV波段二维光子计数成像探测器原理样机,该探测器主要由工作在脉冲计数模式下的微通道板（MCP）堆、楔条形（WSA... 基于远紫外（FUV）成像光谱仪对所用光子计数成像探测器高计数率、高空间分辨率的要求,研制出使用感应电荷位置灵敏阳极的FUV波段二维光子计数成像探测器原理样机,该探测器主要由工作在脉冲计数模式下的微通道板（MCP）堆、楔条形（WSA）感应位敏阳极及相关的模拟和数据处理电路组成。感应电荷WSA阳极探测器的分辨率主要由前端模拟电路的信噪比决定,而信噪比与整形放大器的整形时间有关,整形时间越长,信噪比越高,模拟电路的输出计数率越低。测量了整形时间分别为0.25、0.5、1、2、4μs条件下探测器的分辨率及计数率,测量结果表明探测器的分辨率为3～9lp/mm,最高计数率为11～105kcounts/s,只有0.5μs整形时间放大器能满足FUV成像光谱仪对分辨率和最高计数率的要求。 展开更多

关键词 探测器 远紫外 微通道板 光子计数成像探测器 感应电荷楔条形位置灵敏阳极

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