魏师铎 1,2,3缑永胜 1,2,3,*杨阳 1,2,3冯鹏辉 1,2,3[ ... ]杨懿豪 1,2,3
1 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
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国科学院大学 材料与光电研究中心，北京 100049
针对行波选通分幅相机超宽画幅驱动需求，基于宽带多节威尔金森脉冲功率合成方法，设计了一款高压驱动脉冲源。基于有限元分析方法，采用仿真软件对脉冲功率合成电路进行了仿真，系统分析了端口驻波比、插入损耗、端口隔离度、幅相一致性等参数。根据仿真分析完成了脉冲功率合成电路研制，验证系统最终能够利用8路峰值电压为1.3 kV左右、脉冲宽度为3.5 ns左右、脉冲前沿在600 ps左右的单路脉冲合成峰值电压超过3.2 kV的高压脉冲，脉冲宽度在3 ns以内，脉冲前沿在600 ps以内。脉冲频谱范围在300 MHz到3 GHz范围内的两路合成效率为83.5%，特定频率下为88%，八路脉冲合成效率为58%，特定频率下可以达到68%。通过该电路合成的高压脉冲可用于驱动宽20 mm、长95 mm、等效阻抗6 Ω左右的微通道板实现选通成像，验证了基于宽带多节威尔金森电路实现脉冲功率合成，提高分幅相机驱动脉冲功率的可行性。目前基于该技术的高压驱动脉冲源已应用于I-MCP1.0型分幅相机。
分幅相机 超宽带脉冲 脉冲耦合 威尔金森功分器 超宽画幅 功率合成 微通道板 Framing camera Ultra-wideband pulse Pulse coupling Wilkinson power divider Super wide frame Power synthesis Microchannel plate 强激光与粒子束
2021, 33(9): 092001
1 陇东学院 电气工程学院, 甘肃 庆阳 745000
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 中国科学院超快诊断技术创新重点实验室, 西安 710119
3 中国科学院大学, 北京 100049
建立了各向异性聚焦大动态条纹变像管电子光学模型, 通过求解整个系统的电场分布对可能的高压打火点进行了分析, 研究了电四极透镜对条纹管放大倍率以及静态和动态像质的影响, 并计算了该管型的时间畸变.结果表明, 在20 mm长狭缝的情况下, 时间畸变为15 ps, 在这15 ps内, 偏转器所施加的扫描电压的变化范围仅为3.06 V, 因此由时间畸变导致狭缝像弯曲的现象几乎可以忽略.实验测试得该条纹相机的时间分辨可达1.8 ps, 在时间分辨为8 ps时, 动态范围超过1 000∶1.
条纹相机 数值计算 动态范围 狭缝像 时间畸变 电四极透镜 Streak camera Numerical computation Dynamic range Slit image Temporal distortion Electric quadrupole lens 光子学报
2018, 47(12): 1223003
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 中国科学院西安光学精密机械研究所 超快诊断技术重点实验室，陕西 西安 710119
3 中国科学院大学，北京 100049
理论估算并实验验证了在X射线脉冲激发下低温砷化镓的光学折射率调制特性。泵浦-探针实验表明，低温砷化镓中存在的高密度复合缺陷大大减小了载流子寿命，使超热电子的弛豫时间小于1×10-12 s，载流子的复合时间小于 2×10-12 s，折射率的扰动时间约为2×10-12 s。通过理论分析，给出了自由载流子和俄歇效应对该弛豫过程的定量估算，与实验结果吻合较好。该研究表明低温生长砷化镓是一种有效的可用于单次瞬态皮秒时间分辨X射线探测的材料。
低温生长砷化镓 X射线探测器 折射率扰动 皮秒时间分辨 low-temperature-grown GaAs X-ray detectors index perturbation picoseconds temporal resolution 红外与激光工程
2015, 44(10): 3130
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 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 中国科学院大学，北京 100049
介绍了一种基于锁相环及频率合成方法产生高重复频率正弦同步扫描种子源产生技术。利用锁相环实现了正弦信号与触发光脉冲的同步跟踪，并通过频率合成实现对正弦小信号的频率、相位、幅度的调制。调制相位可实现扫描时间的延迟，调节振幅可实现不同扫描速度。电路系统进行了实验测试，获得频率可达250 MHz、时间抖动小于10 ps的稳定正弦同步扫描种子源，证明设计达到了预期目标，满足光学条纹相机对种子源频率、幅度、抖动的高精度需求。
同步扫描 光学条纹相机 锁相环 频率合成 时间抖动 synchronous scan optical streak camera phase locked loop direct digital synthesize time jitter
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
为了提高CCD的扫描速率并将其应用于百纳秒级瞬态超快现象的探测, 提出一种基于面阵CCD的高时间分辨的瞬态光谱测量方法, 并对其进行了实验验证.该方法采用帧存储的工作思路, 对面阵CCD的工作时序进行改进, 以实现高时间分辨率的探测.LED脉冲光实验结果表明, 探测帧频可达10 Mfps, 时间分辨率达到100 ns, 并且能够连续成像2 048次.该方法对扩展CCD在瞬态光谱检测领域的应用具有借鉴意义.
瞬态光谱检 电荷耦合器件 超快扫描 驱动时序 爆发式存储 Transient spectrum detection Charge Couple Device High speed scan Drive sequence Burst restore
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 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)
