强激光与粒子束
2021, 33(9): 092001
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 中国科学院大学, 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
基于微通道板(MCP)的延迟线阳极探测器利用信号到达延迟线两端的时间差得到入射光子的位置信息, 具有高空间分辨率、 高计数率的特点, 被广泛应用于紫外光谱成像系统中。 分析了延迟线阳极紫外光子探测器的工作原理, 提出一种新型二维延迟线阳极, 仅由阳极表面收集经MCP倍增后的电子云团, 上层延迟线直接收集电子, 下层延迟线通过置于顶层的焊盘收集电子。 该阳极采用印刷电路板(PCB)加工制作, 大大简化了制作工艺。 测试结果表明, 阳极探测器空间分辨率FWHM优于92 μm, 成像非线性小于100 μm。 实验结果证明了该延迟线阳极探测器进行紫外光子成像的可行性, 为研制远紫外波段成像光谱仪提供了理论基础及实验指导。
延迟线阳极 空间分辨率 计数率 光谱成像 Delay line anode Spatial resolution Counting rate Spectral imaging 光谱学与光谱分析
2017, 37(10): 2989
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 条纹相机工程中心，陕西 西安 710119
2 中国科学院大学，北京 100049
3 西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室，陕西 西安 710024
利用雪崩晶体管作为高速开关器件、根据并联充电、串联放电原理设计了一种串并联相结合的MARX电路，以该电路为基础设计了一种低抖动高压脉冲驱动源，并将其应用于紫外激光脉冲的电光开关削波系统。通过同步调节器调节高压驱动脉冲和激光电光系统的时间匹配度，获得了驱动电脉冲与电光开关耦合的最佳工作状态；对匹配过程中的电光开关工作状态以及激光脉冲压缩过程进行了分析和研究，当高压驱动电脉冲幅度为2 690 V，脉宽为7.9 ns时，可以将脉宽为7.1 ns的紫外激光脉冲压缩至2.1 ns，KDP晶体的透光率达到了92.2%，电光开关的效率达到了31.7％。
MARX电路 驱动电脉冲 紫外激光脉冲削波 电光开关 MARX circuit driving pulse UV laser pulse clipping electro-optical switch
1 西北大学 物理学系 国家级光电技术与功能材料及应用国际科技合作基地，西安 710069
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，西安 710119
3 中国科学院上海光学精密机械研究所，上海 201800
介绍了GiresTournois镜的基本结构，运用薄膜光学理论计算了GiresTournois镜的色散，分析了各个组成部分对GiresTournois镜性能的影响.结果表明：高反射膜堆的选择影响GiresTournois镜的反射率性能，高反射膜堆的周期数取值在20~30之间能得到较理想的GiresTournois镜设计性能；GiresTournois腔的厚度影响GiresTournois镜的色散性能，GiresTournois腔的光学厚度通常选择为四分之一中心波长的2或4倍，部分反射膜堆的结构影响GiresTournois镜的色散性能，部分反射膜堆的周期数应小于5.
GiresTournois镜 光学薄膜 色散补偿 超短脉冲系统 GiresTournois mirror Optical film Dispersion compensation Ultrashort laser
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 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
2 中国科学院研究生院， 北京100049
3 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
针对爆轰时刻光谱的特点， 结合多光谱测温的理论基础， 采用高速率线阵CCD， 设计了瞬时多光谱爆轰测温系统。 通过FPGA对各个模块进行控制， 完成数据的采集、 存储和传输； 结合多项式回归算法， 拟合出爆轰瞬间光谱信息的动态波形图。 在标定过程中， 采用两束激光特征谱线630和532 nm进行CCD的标定， 确定出对应的像元序号分别是175和270。 对卤钨灯的表面温度进行实时监测表明： 基于高速线阵CCD的多光谱测温系统可以完成多个时刻的瞬时光谱采集； 在40 MHz的高速时钟驱动下， CCD的帧频可以稳定工作在73 kHz。
爆炸力学 爆温 高速线阵CCD 多光谱测温 Mechanics of explosion Detonation temperature FPGA FPGA High-speed linear CCD Multi-wavelength temperature measurement 光谱学与光谱分析
2011, 31(11): 3060
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，陕西 西安 710119
2 中国科学院研究生院,北京 100039
为满足X射线针孔分幅相机在神光Ⅲ原型中的安装与正常测试，在原有分幅相机成像理论的基础上，研制了新型结构门控针孔分幅相机。设计了锥筒针孔成像系统，用于排除系统内杂散光干扰，从而在原型靶室内顺利实现小孔成像。设计了新型分幅像管结构，利用长微带结构充分改善了耦合匹配参数，利用新型荧光屏结构和装夹方式以及两块光纤面板耦合结构，实现在有限空间内成像仍为16幅。使用了屏压脉冲加电方式，使像管使用安全性能大大提高。设计了圆柱桶式真空密封结构，将相应的高压脉冲发生器和各种相机状态监测设备全部装入，并可通过PC104进行远程控制。
惯性约束聚变 超快诊断 微通道板 荧光屏 Inertial Confinement Fusion (ICF) fast diagnosis Micro-channel Plate (MCP) screen
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 西安光学精密机械研究所 超快诊断技术重点实验室,西安 710119
高速行波选通的X射线皮秒分幅相机的时间分辨率受皮秒选通脉冲的宽度和幅值的非线性关系直接影响。针对微通道板(MCP)行波选通皮秒分幅相机中的“增益压窄效应”,在高斯型皮秒选通电脉冲作用下,通过计算MCP分幅管的时间分辨率和对增益压窄效应的分析,得到MCP皮秒选通分幅管的增益压窄指数约为10.0,分幅管的时间分辨率约为选通脉冲脉宽的1/3.16。并在脉冲参数(250 ps,－1 100 V)和(220 ps,－900 V)下进行了分幅相机时间分辨率理论计算和实验测试,分别得到了理论时间分辨率为78.8 ps和67.6 ps,相机实验时间分辨率为76.4 ps 和66.5 ps的结果。
微通道板 X射线分幅相机 增益压窄效应 时间分辨率 选通电脉冲 micro-channel plate X-ray framing camera gain narrowing effect temporal resolution gating electric pulse
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
