1 瞬态光学与光子技术国家重点实验室， 中国科学院西安光学精密机械研究所， 陕西 西安710119
2 中国科学院研究生院， 北京100049
3 中国科学院超快诊断技术重点实验室， 中国科学院西安光学精密机械研究所， 陕西 西安710119
针对瞬态光谱检测中对CCD线扫描速度要求高的特点， 提出一种基于面阵CCD的瞬态光谱检测方法。 该方法通过改变面阵CCD的电荷转移方式， 以实现基于面阵CCD的高速线扫描。 为了探究此方法的可行性， 初步通过改变线阵CCD的电荷转移方式， 建立了基于线阵CCD的单点超快探测系统。 在发光二极管(light emitting diode, LED)光脉冲探测实验中， 系统分别工作在单点超快探测模式和正常模式下。 测试结果表明， 基于线阵CCD的单点超快探测方法是可行的， 单点探测速率可达20 MHz。 从而在理论上证明， 通过改变CCD电荷转移方式以实现基于面阵CCD的瞬态光谱检测也是切实可行的。
线阵CCD 面阵CCD CCD高速成像 瞬态光谱检测 Linear CCD Array CCD CCD high speed imaging Transient spectrum detection 光谱学与光谱分析
2012, 32(4): 1028
1 710119
2 中国科学院西安光学精密机械研究所，瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西西安710119
3 中国科学院 西安光学精密机械研究所，超快光电诊断技术重点实验室，陕西 西安 710119
4 中国科学院 研究生院，北京 100049
基于GaAs场效应管电压控制电流和开关的特性，设计了一种任意电脉冲发生器，并成功应用于激光脉冲整形装置。该电脉冲发生器利用超宽带窄脉冲触发多个GaAs场效应管，产生多路负脉冲，通过模拟延时线依次将各路负脉冲延迟一定时间后经微带线耦合输出多路负脉冲叠加的波形; 通过多路不同幅度的脉冲堆积效应来获得形状任意可调的整形电脉冲。为了满足惯性约束聚变(ICF)实验中对电脉冲幅度不能过小的要求，在电路的输出端接入增益可调的超宽带电压放大器，使脉冲幅度达到实验要求。利用设计的任意电脉冲发生器实现了脉冲幅度0～5 V可调、脉宽0～10 ns可调、时域调节精度为330 ps，整形方波脉冲下降沿为330 ps、上升沿为240 ps。实验结果表明，将产生的电脉冲注入光波导调制器，可获得理想形状的整形激光脉冲，提高激光脉冲的输出能量。
任意波形发生器 高功率激光 微带线 GaAs场效应管 Arbitrary Waveform Generator(AWG) high power laser micro-strip line GaAs Field Effect Transistor(FET)
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710119
2 中国科学院研究生院，北京 100049
针对爆炸时刻光谱信息量大、存在时间短的特点，设计了一款基于线阵CCD高速光谱信息采集系统.系统以FPGA作为主控芯片不仅为CCD 提供工作时序,同时还控制着信号调理、模数转换和光谱信息的存储与传输.最后，通过USB串行总线将采集到的光谱信息传输至上位机进行后续处理.结果表明，利用该系统可在一次爆炸过程的100ns时间内完成四个时刻爆轰温度的测量，具有较高的测量精度和速度，可实现爆轰过程中高速动态光谱信息的采集与存储，并可应用于其它瞬态信息的获取领域.
光谱采集和存储 可编程逻辑阵列 Spectrum acquisition and storage CCD CCD FPGA DDR SDRAM DDR SDRAM
中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子学国家重点实验室, 西安 710119
研制了一种应用于直接调制半导体激光器的脉冲驱动电路.根据直接数字频率合成原理，利用现场可编程逻辑阵列产生频率可调方波去触发雪崩晶体管，以及雪崩晶体管的雪崩效应产生频率可调脉宽固定在3 ns的主体脉冲.该脉冲经过衰减器衰减得到合时的脉冲幅度.输出脉冲最高频率可到100 kHz，其输出电压幅度为9 V.
半导体激光器 现场可编程逻辑阵列 直接数字频率合成 雪崩晶体管 Semiconductor laser Field Programmable Gate Arrays (FPGA) Direct Digital synthesis (DDS) Avalanche transistor
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子国家重点实验室,西安 710119
2 中国科学院研究生院,北京 100039
介绍了一种针对爆炸时刻的测量而设计的爆炸波形实时采集与存储系统.该系统通过可编程逻辑阵列控制模数转换器的时序来完成数据实时采集,同时将采集到的数据实时存储到闪速存储器中.数据采集存储结束后,后系统通过PC/104总线传至PC/104计算机以便进行数据的后续处理获得完整的爆炸波形来判断爆炸时刻.
可编程逻辑阵列 闪速存储器 PC/104总线 数据采集和存储 FPGA Flash memory PC/104bus Data acquisition and storage
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710119
2 中国科学院研究生院 ，北京 100049
为了实现整形脉冲调节的智能化，用计算机分别控制多个GaAs场效应管栅极偏压，并对场效应管产生的脉冲进行脉冲叠加，以控制整形电脉冲的形状；为提高输出整形脉冲的稳定性并减小触发晃动时间，优化设计了脉冲整形电路，结果表明：脉冲输出幅度1～5 V可调；方波脉冲输出宽度0～3 ns；脉冲前后沿分别为250 ps和350 ps；幅度稳定性：～4%（峰峰值) ；时域调整精度200 ps.
任意整形脉冲发生器 时间抖动 GaAs场效应管 Arbitrary shaping electrical pulse generator Time jitter GaAs FET
1 瞬态光学与光子技术国家重点实验室 中国科学院西安光学精密机械研究所，西安 710119
2 中国科学院研究生院 ，北京100049
介绍了一种获取高速调制电信号的新方法－基于FPGA的高速电光选通系统.此系统分为选通脉冲和高压调控两个模块.选通脉冲模块由高速信号放大、FPGA延时、可控延迟传输线三个部分组成.利用FPGA高密度、高可靠性、可反复擦写和可以现场编程、灵活调制的特点，将整个系统的主要控制部分集成在FPGA中，并将延时分为数字延时和模拟延时两部分.然后利用FPGA实现数字延时，可控延时线实现模拟延时.经试验检测，高压部分可以产生重复频率1 Hz~1 kHz,步进1 Hz，延时范围为0~1 μs，步进为1 ns，幅度为8 000 V，前沿和后沿小于10 ns，抖动小于1 ns的高压矩形电脉冲，从而满足各种电光调制系统中的需要.
电光调制 激光调Q 现场可编程逻辑阵列（FPGA） 电光选通系统 Electro-optic modulation Q-switched laser FPGA(Filed Programmable Gate Array) Electro-optic gating system
1 中国科学院西安光学精密机械研究所，西安 710119
2 中国科学院研究生院，北京 100049
为了使条纹相机输出图像达到更高的测量准确度，提出一种基于图像处理的扫描非线性修正算法. 该算法根据给出的标称扫描速度拟合出扫描速度曲线，求出每道的扫描速度，取其算术平均值作为一个标准，根据每道的扫描速度与该标准的大小关系来修正像素的位置和亮度. 实验结果表明，可以将测量非线性由原来的8%减小到2%以下.
条纹相机 扫描电路 扫描非线性 非线性修正算法 Streak camera Sweep circuit Nonlinearity of sweep Algorithm of nonlinearity correction
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,瞬态光学与光子技术国家重点实验室,西安,710119
2 西安交通大学,电信学院,西安,710049
将均匀设计法应用于微通道板选通X射线皮秒分幅相机(MCP-XPFC)曝光时间的研究工作中,目的是找到一个简单高效的试验预估方法来指导分幅相机的研制和试验工作.基于分幅相机皮秒动态选通理论模型,建立了采用0.5 mm厚、长径比40的MCP的皮秒分幅相机选通脉冲参量与曝光时间之间的快速预估模型.利用这一模型得出了相机的曝光时间随选通脉冲脉宽和幅值分别呈抛物线变化,且脉宽和幅值对曝光时间具有交互影响作用.在试验参量范围内,此预估模型能够精确地代替相机理论模型和高效地指导实验.通过实验验证了预估模型,并分析了影响结果的因素.
微通道板 X射线分幅相机 曝光时间 均匀设计
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子学国家重点实验室西安710119
2 西北大学 光子所西安710068
3 西安电子科技大学西安710071
提出了一种基于碳纳米管场发射三电极大面积全彩色平板显示器模型,其特点是栅极和阴极在同一个平面上,驱动电压低,而电子传输比可以高达29.3%(达到阳极的电子与从阴极碳管上发射出来的电子之比),实验结果和理论模拟的结果符合得很好.阴极和栅极之间的沟槽可以用激光打标机刻蚀形成,用做阴极发射体的碳纳米管浆料用水浴法形成,显示器制作工艺简单.
场发射 碳纳米管发射体 电子传输比 Field emission Carbon-nanotube emitters Electron transmission efficiency
