深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室,广东 深圳 518060
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%。
超快光学 超快诊断 微通道板 增益均匀性 脉冲衰减 微带线 激光与光电子学进展
2022, 59(23): 2332001
深圳大学物理与光电工程学院,广东 深圳 518060
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。
超快诊断 脉冲展宽 磁透镜 空间分辨率 场曲 象散 激光与光电子学进展
2022, 59(18): 1832001
强激光与粒子束
2021, 33(11): 115003
深圳大学物理与光电工程学院, 广东 深圳 518060
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%。
超快光学 超快诊断 脉冲展宽 磁透镜 空间分辨率 场曲 光学学报
2021, 41(21): 2132001
1 深圳大学物理与光电工程学院, 广东 深圳 518060
2 南阳理工学院计算机与信息工程学院, 河南 南阳 473500
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。
超快激光 X光电二极管 脉冲展宽技术 时间分辨 透射式阴极 展宽倍率 光学学报
2020, 40(10): 1032001
1 深圳大学光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室, 广东 深圳 518060
2 深圳大学物理与能源学院, 广东 深圳 518060
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。
探测器 电子能谱 飞行时间 微通道板 选通 时间分辨率
1 深圳大学光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室, 广东 深圳 518060
2 深圳大学物理与能源学院, 广东 深圳 518060
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。
探测器 分幅相机 触发晃动 时间分辨率 惯性约束聚变
1 深圳大学光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室, 广东 深圳 518060
2 深圳大学物理与能源学院, 广东 深圳 518060
研制了一款新型磁聚焦成像电子束时间展宽分幅相机,研究了其空间分辨率与磁聚焦透镜数目及电流间的关系,实验结果表明:采用三个磁聚焦透镜且电流适合时,相机的空间分辨率最高;离轴越远,空间分辨率越低。研究了相机的空间分辨率与电压间的关系,发现空间分辨率随着阴栅极间电压的增大而提高。该新型分幅相机成像面为一个曲面,整个阴极面不能同时清晰成像。采用电子束时间展宽技术后,该新型分幅相机的时间分辨率提高至11 ps;当成像倍率为2∶1时,相机的静态空间分辨率为5 lp·mm-1。
探测器 分幅相机 时间展宽 空间分辨率 惯性约束聚变(ICF) 激光与光电子学进展
2018, 55(7): 070401
1 深圳大学 光电子器件与系统教育部重点实验室, 广东 深圳 518060
2 赣南师范大学 物理与电子信息学院, 江西 赣州 341000
3 深圳大学 物理科学与技术学院, 广东 深圳 518060
基于时间展宽技术, 设计研制了大面积阴极分幅变像管。 借助Matlab编程分别对单磁透镜和双磁透镜像管在离轴空间分辨率和像场畸变等方面特征作了数值模拟, 并采用阴极微带光刻分辨率板进行测试验证。 实验测试显示, 在缩小一倍成像下, 双透镜像管在离轴9 mm以内的空间分辨率优于5 lp/mm。 相比单透镜像管, 双透镜像管具有更高的空间分辨率, 更大的有效成像范围以及更小的成像畸变。 因而, 采用双透镜成像能够有效地提高像管的空间分辨能力, 可为分幅相机性能的进一步提升提供新的思路。
分幅变像管 时间展宽技术 空间性能 短磁聚焦 Matlab模拟 framing tube pulse-dilation technique spatial performance short magnetic focusing Matlab simulation 红外与激光工程
2017, 46(5): 0520002