X射线皮秒分幅相机的研制

研制4微带X射线皮秒分幅相机,其微带阴极宽度为6 mm,由幅值为-1.9 kV,宽度为300ps的选通脉冲进行驱动.对X射线皮秒分幅相机进行联调实验,测量相机的固有延迟为42.9 ns,时间分辨率为110 ps,空间分辨率为17.86 lp/mm.由静态空间分辨率图像获得了分幅相机的调制传递函数曲线.     

无增益微通道板时空特性的模拟研究

为提高分幅相机的时间分辨率,采用无增益微通道板(microchannel plate,MCP)代替有增益MCP研制分幅相机.利用Monte Carlo方法对无增益MCP的时间分辨特性、渡越时间弥散及空间分辨特性进行了理论研究.结果表明,无增益MCP的时间分辨率随着选通脉冲宽度的减小而提高,无增益MCP中电子的渡越时间弥散小于有增益MCP的渡越时间弥散.无增益MCP变像管的空间分辨率优于有增益MCP变像管的空间分辨率.因而,无增益MCP可以减小电子的渡越时间弥散,获得更好的时间分辨率.     

超快脉冲电路的研制及应用

设计一种用雪崩晶体管产生皮秒高压脉冲的纯电子学电路,该电路由雪崩三极管线路和雪崩二极管脉冲成形电路组成.三极管线路产生幅度为5 kV、半峰全宽为6 ns的高压斜坡电脉冲,该脉冲经二极管脉冲成形电路后,产生幅度为2.5 kV、半峰全宽为230 ps的皮秒高压脉冲信号.将该信号用于行波分幅相机作为MCP的选通脉冲,测得相机的曝光时间为80 ps.     

一种用于中子探测高灵敏度扫描变像管

设计一种用于中子探测的高灵敏度扫描变像管.其特点是:不设置狭缝,将大面积光电阴极(30mm)所发射的电子束聚焦成小束斑(1mm)直接进行扫描,再经内置MCP(microchannelplate)电子倍增,使扫描变像管的探测灵敏度得到大幅度提高,可探测中子产额为5×107条件下的激光惯性约束聚变(ICF)中子飞行时间谱,扫描变像管时间分辨率可达约55ps.     

短磁聚焦分幅变像管空间分辨率的模拟与测试

模拟和设计短磁聚焦分幅变像管,研究变像管空间分辨特性及其影响因素.采用洛伦兹软件Lorentz 3D-EM建立变像管模型,通过分析变像管磁场和模拟电子成像,估算变像管阴极中心空间分辨率为~16.61 lp/mm(阴极电压-3.0 k V).模拟阴极上不同离轴点、变像管不同成像倍率和不同阴极电压3种情况对变像管空间分辨率的影响.通过设计变像管,构建实验平台,测试变像管空间分辨率,在阴极电压为-3.0 k V时,测试结果为~13 lp/mm.     

基于皮秒扫描相机的激光雷达成像系统研究

讨论一种新型激光雷达成像方法,建立以皮秒条纹管相机为接收器的激光雷达成像系统.该系统采用皮秒钇铝石榴石(yttrium aluminium garnet,YAG)激光器作为激光源,通过可调延时器和标准具对条纹管相机的扫描速度和非线性进行标定.结果表明,该系统中皮秒条纹管相机的时间分辨率优于2 ps,非线性小于2%,具有时间分辨率高、测量时间短和光谱测量范围宽等特点.用该系统对不同距离两物体进行成像实验,理论计算出两物体的距离差与实际距离差较接近,从而验证了采用该系统进行激光雷达成像的可行性.为基于皮秒扫描相机的激光雷达成像系统的建立提供了理论与实验依据.     

相同激励下双磁透镜分幅变像管的成像研究

设计研制了大面积阴极双磁透镜分幅变像管,考察双磁透镜系统相同激励下1∶1的成像.从薄透镜成像关系出发,分析满足成像条件的4种情况,并求得各种情况下双透镜位置与焦距的关系式.通过阴极微带光刻分辨率板法进行成像的测试与验证.测试结果表明,双磁透镜仅在少数几个位置能成较高质量的1∶1像.影响双磁透镜像管1∶1成像的因素主要包括磁透镜的磁化饱和效应、铁磁材料间的磁场干扰以及透镜厚度.     

高能X射线入射时CsI光阴极的光电发射特性

采用蒙特卡罗方法建立模型,研究Cs I光阴极在高能X射线照射时的光电发射特性,得到X射线条纹相机中Cs I光阴极在高能X射线入射时的性能参数.计算Cs I光阴极厚度为100~1 000 nm,入射X射线能量为1~30 ke V时Cs I光阴极的量子产额、出射二次电子的角度分布、位置分布以及能量分布.结果显示,Cs I光阴极在高能X射线入射时的极限空间分辨率约为7~9 nm,可满足X射线条纹相机对高时空分辨的使用需求.     

MCP分幅管空间分辨特性的Monte Carlo模拟

采用Monte Carlo方法对微通道板(microchannel plate,MCP)分幅管的空间分辨特性进行理论模拟.研究MCP斜切角、偏置电压与荧光屏参数对空间分辨特性的影响.结果表明,MCP分幅管的动态空间分辨力和静态空间分辨力近似相等.在其他参数不变的情况下,其空间分辨力近似与MCP到荧光屏的近贴距离成正比,与荧光屏上电压的平方根成反比.     

一种基于阵列相机的超分辨率重建方法

本文利用阵列相机获取的多幅低分辨率图像合成一幅去噪高分辨率图像,提出一种基于阵列相机的超分辨重建去噪方法.首先,对阵列相机获取图像进行基于卷积神经网络的单幅低分辨率图像的超分辨率重建.其次采用SURF分块匹配方法实现多幅高分辨率图像的配准.最后对配准图像进行基于逐像素多尺度融合的多幅高分辨率图像融合.利用ISO12233分辨率卡进行对比测试,以证明本文方法具有更高图像解析度并减小噪声影响.