中国工程物理研究院 激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900
为满足惯性约束聚变（ICF）物理实验诊断中对高信噪比低噪声光学条纹相机的需求，基于六电极同轴型扫描变像管发展了一种阴极门控光学条纹相机。该相机通过阴极预置直流高压叠加门控脉冲电压的方法，使相机变像管电压只有在门控脉冲加载时间内处于正常工作状态，才能对阴极发射的电子进行正常聚焦扫描，而在非加载门控脉冲时间内，变像管的第二聚焦电极处电压低于阴极电压，从而使阴极发射的光电子被反向截止，因此相机只对在门控脉冲加载时间内到达的有用信号进行测量，从而有效抑制了光学条纹相机受环境光辐照而引入的背景噪声，提升了相机的信噪比。验证实验表明，通过在阴极上加载幅度−5.5 kV、脉宽203 ns的门控脉冲电压，即可较大程度降低相机噪声，同时可维持相机的空间分辨率。
光学条纹相机 扫描变像管 阴极门控 噪声 optical streak camera streak image tube gated cathode noise 红外与激光工程
2021, 50(12): 20210402
1 西安工业大学 光电工程学院，西安 710032
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 西安石油大学 理学院，西安 710065
针对高时空分辨的设计要求，分析影响条纹相机中条纹变像管的物理时间弥散、技术时间弥散和扫描电路触发晃动的因素，优化设计了行波偏转前置磁透镜聚焦的条纹变像管系统.利用CST仿真软件研究了行波偏转器内部的时变电磁场分布，计算了行波偏转器内电磁波的传播速度.结果表明，行波偏转器的指长为8 mm、指宽为1 mm、指间距为0.24 mm、管脚长为2.5 mm、板厚为1 mm及总长度为17.12 mm时，实现了电子团的飞行速度与扫描电脉冲沿行波偏转器的传输速度的匹配.采用电子追迹法和瑞利判据分析了条纹变像管的动态时间和空间特性，得到单次扫描动态时间分辨率为200 fs、同步扫描时间分辨率为208 fs、动态空间分辨率优于20 lp/mm.
条纹变像管 超快光学 调制传递函数 动态特性 时间分辨率 空间分辨率 瑞利判据 Streak image tube Ultrafast optics Modulation transfer function Dynamic characteristics Temporal resolution Spatial resolution Rayleigh criterion 光子学报
2016, 45(10): 1012001
1 深圳大学 光电子学研究所， 光电子器件与系统教育部重点实验室， 广东 深圳 518060
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
为改善大偏转角度的偏转像质，设计了一种高时间分辨、大扫描长度的扫描变像管电子光学和行波偏转系统。对变像管后加速技术进行了实验研究，结合图像外增强技术，解决了大面积扫描图像的探测灵敏度问题，达到了同时扩展扫描变像管的时间量程和提高时间分辨力的目的，研制出了宽时间量程、高时间分辨力的扫描变像管。初步实验表明，在量程为5 ns时，时间分辨力达到5 ps，也就是时间分辨力与时间量程之比达到1/1 000。
扫描变像管 宽量程 高时间分辨 行波偏转 后加速 streak image tube wide sweep range high temporal resolution travelling-wave deflection post-acceleration
深圳大学 光电子学研究所 光电子器件与系统教育部重点实验室，广东 深圳 518060
提出并设计了一种旨在获得大动态范围的软X射线扫描变像管.该管型在保证大的阴极有效使用面积的情况下，通过减小电子的渡越时间来减小空间电荷效应对扫描变像管性能的影响，从而改善扫描变像管的动态范围.借助于YAG皮秒激光器对其性能进行了实验评价，获得了时间分辨率优于31 ps和动态范围大于922的结果.
扫描变像管 动态范围 时间分辨率 Streak image tube Dynamic range Time resolution
1 空军工程大学 理学院,西安 710051
2 陕西科技大学 理学院,西安 710021
3 西安交通大学 电子物理与器件教育部重点实验室,西安 710049
4 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
介绍了一种新型的多极式偏转器--8瓣状多极偏转器,它可通过将一旋转对称电极均匀开槽切割为8片而成。通过对圆周上各电极电位分布作傅里叶分析,获得了在其内部产生近乎均匀横向偏转场所需要的电极电位设置规律。由于其结构上的旋转对称性以及Laplace方程解的调和性,当在此8瓣偏转器各电极上同时叠加一聚焦透镜所需电位时,它所产生的场中多极场分量为16极场或者更多极场而不影响近轴区的聚焦效果,因而其能与常用的圆筒形电极相结合而形成复合聚焦-偏转系统。其具有的聚焦偏转特性也通过相关的定性分析得以验证。同时,这样结构上的优化也为变像管的小型化设计提供了可能性。
变像管 复合聚焦-偏转系统 瓣状偏转器 傅里叶分析 小型化 streak image tube combined focusing-deflection systems petal-like deflector Fourier analysis miniaturization
中国科学院西安光学精密机械研究所，西安 710068
设计了一种飞秒条纹变相管．采用静电聚焦，用Monte Carlo方法对光电子的初能量、初角度以及初位置进行抽样；用有限差分法计算阴极和栅极之间以及偏转板之间的电场分布；用四阶Lunge－Kutta法模拟跟踪大量(3000个)光电子的运行轨迹；统计分析了3000个电子在最佳像面上的时间分布、位置分布；给出了变相管的空间调制传递函数、时间分辨能力等基本参量．其时间分辨能力可望达到290．4fs．
飞秒 Monte Carlo模拟 有限差分法 调制传递函数 条纹变相管 Femoto-second Monte carlo simulation Finite difference Modulation transfer function Streak image tube
中国科学院,西安光学精密机械研究所,陕西,西安,710068
介绍了一种采用组合红外阴极和静电聚焦电子光学系统的新型红外扫描变像管.组合红外阴极是利用电子俘获材料的快速红外上转换特性,并将其制成红外上转换屏与可见光阴极耦合构成的.这种新型红外扫描变像管的波长响应范围可延伸至800～1600 nm,转换效率的峰值波长为1165 nm,时间分辨率优于15 ps.
扫描变像管 上转换屏 组合红外阴极 电子光学系统 Streak image tube Up-conversion screen Combined infrared photocathode Electron optical system
