门控分幅相机工作过程中，选通脉冲传输衰减效应会大幅度削弱微通道板（MCP）微带线的增益，影响相机性能。本文建立了选通电压脉冲在MCP微带线上的传输衰减模型，对MCP增益均匀性进行了理论模拟。模拟结果表明，电压脉冲在MCP微带传输时，其幅值呈指数式衰减。当衰减系数为0.0041 Np/mm时，电压幅值在40 mm处衰减至原来的85%，MCP增益衰减至原来的29%。模拟了直流电压补偿、微带末端反射补偿及宽度渐变微带线补偿这三种方法对MCP增益均匀性的影响。结合三种补偿方法得到微带线补偿模型；当微带线最小宽度取4 mm时，电压传输幅值维持在94%以上，MCP增益维持在66%。

采用蒙特卡罗方法、有限差分法和有限元法，对脉冲展宽分幅相机的空间分辨特性进行了理论模拟和研究。光电阴极（PC）产生的电子脉冲首先通过脉冲展宽装置轴向拉伸，然后通过三个短磁透镜组成的成像系统成像到微通道板上。当相机成像倍率为1∶1时，电子脉冲发射位置在PC面直径15 mm范围内，相机的空间分辨率大于10 lp/mm。最后研究了相机空间分辨率与电子脉冲的发射位置、PC偏置电压、短磁透镜数量之间的关系，结果显示，空间分辨率与电子脉冲的发射位置、PC偏置电压、短磁透镜数量正相关。

报道了一种采用双磁透镜校正像差的脉冲展宽分幅相机，并对其空间分辨率、场曲及象散特性进行分析。当缩放比例为2∶1时，采用单透镜的分幅相机工作面的半径为15 mm，离轴15 mm处空间分辨率为2 lp/mm；采用双透镜对像差进行校正后，工作面的半径提升至30 mm，离轴15 mm处空间分辨率提升为5 lp/mm。通过实验和仿真对单透镜和双透镜成像系统的像场弯曲进行拟合，场曲面离轴15 mm处成像点与轴上像点的轴向距离在单透镜成像系统中约为11 cm，在双透镜成像系统中约为3 cm。对双透镜系统的象散进行分析，并对子午像面和弧矢像面进行拟合，相机的子午空间分辨率和弧矢空间分辨率均可达到10 lp/mm。

介绍了一种脉冲展宽分幅变像管,并对其场曲特性和离轴空间分辨本领进行了分析。该分幅变像管采用多个短磁透镜将产生于阴极的电子图像成像于微通道板接收面。通过模拟仿真对透镜个数成像的场曲特性进行了研究,并通过实验进行了验证。仿真计算结果表明,采用多透镜可有效校正成像系统场曲,提高空间分辨率。当成像比例为1∶1时,在离轴30 mm处单透镜、双透镜、三透镜和四透镜成像面与高斯像面的轴向偏离分别为13 cm、4.7 cm、2.5 cm和1.7 cm。测试结果表明,采用四透镜成像系统的离轴调制度较单透镜提升了约40%。

研制了一种脉冲展宽型X射线光电二极管,并利用飞秒激光进行了验证。在光电阴极加载随时间变化的斜坡脉冲,使阴极与栅网之间产生一个随时间变化的电场,变化的电场赋予光电子轴向的速度色散,使较早产生的电子的移动速度快于较晚出现的电子。光电子进入漂移区,在到达微通道板(MCP)前被展宽,放大后的信号由示波器读出。应用脉冲展宽技术后,探测器的响应时间可提高约11倍。

分别采用单、双透镜系统研制短磁聚焦变像管,并利用Lorentz 3D-EM软件模拟电子运动成像,研究其成像畸变。当成像比例为1∶1、阴极电压为-3 kV时,模拟得到单、双透镜系统的空间分辨率分别为17.07 lp/mm和24.49 lp/mm;在离轴6 mm处,单、双透镜系统的成像畸变率分别为1.43%和0.98%;在离轴为12 mm处,单、双透镜系统的成像畸变率分别为7.5%和2.5%。实验结果表明:在离轴6 mm处,单、双透镜系统的成像畸变率分别为2.4%和0.9%;在离轴12 mm处,单、双透镜系统的成像畸变率分别为8.5%和3.2%。研究表明,采用双磁透镜成像系统有助于改善成像畸变,提高空间分辨率。

研究了基于微通道板(MCP)选通技术的电子飞行时间(TOF)测量系统。调节MCP选通脉冲延时,使得电子和选通脉冲同时到达MCP,从而产生动态图像。利用高速示波器获得电子在50 cm漂移区的TOF。当阴极电压为-3.5 kV时,测得电子从阴极到MCP的TOF约为15 ns。改变阴极电压,获得了TOF与电子能量之间的关系。结果表明,随着电子能量的增大,TOF不断减小。该TOF测量系统的时间分辨率为88 ps。

研制了三通道微通道板(MCP)门控X射线分幅相机,其MCP微带阴极宽度为8 mm,相邻两阴极间隔为2.8 mm,由幅值为-1.9 kV和宽度为210 ps的门控脉冲进行驱动。采用光纤传光束法测量了相机的触发晃动。实验结果表明,相机的触发晃动约为94 ps,与高速示波器测得的90 ps基本一致。此外,测得相机的时间分辨率约为100 ps。