Monte Carlo有限元射线追迹法计算圆柱形闪烁体与光纤的耦合功率

本文建立了基于计算机模拟的蒙特卡罗有限元射线追迹法,应用该方法对不同结构尺寸的圆柱型LSO晶体和大芯径光纤耦合输出进行了模拟研究.模拟结果表明:闪烁体半径一定情况下,耦合功率增加的幅度随闪烁体厚度增加呈递减趋势,在闪烁体的厚度达到10 cm时增加闪烁体厚度,耦合功率增加趋于平缓;闪烁体厚度一定的情况下,在闪烁体的半径达到光纤立体角对应的半径后,继续增加半径,耦合功率增加幅度逐渐减少;在闪烁体的入射端面包95%的反射材料后,其耦合功率增加了90%.     

VC6．0与MATLAB7．X混合编程方法研究

VC 与MATLAB混合编程,可以将VC优秀的可视化编程能力和MATLAB强大的计算能力结合起来.分析了C语言与MATLAB7.X在接口的特点,详细介绍了VC 6.0与MATLAB7.X混合编程的三种方法:MATLAB引擎、MATLAB编译器和MATLAB COM编译器.比较分析了各种方法的适用范围,介绍了发布混编程序的方法.     

成组光纤水听器特性研究

成组光纤水听器具有能抑制流噪声、有指向性、灵敏度高等优点,可应用于全光拖曳阵.介绍了成组光纤水听器的概念,建立了其拾取水声信号的水声信号检测模型,理论分析了其灵敏度和指向性.完成了四子单元的芯轴型成组光纤水听器的光学设计和机械设计.在非消声水池中,采用脉冲法测定了其灵敏度和指向性.结果显示:此结构的成组光纤水听器灵敏度为-152dB(0dB=1rad/Pa),与理论值-151dB基本符合;当时,指向性函数主瓣宽度为28°,与理论值26°度基本吻合.     

闪烁体-光纤组合式辐射探测器γ相对灵敏度研究

根据光纤光导的耦合理论,推导了闪烁体-光纤组合式探测器γ灵敏度理论公式,计算了LSO、 ST401两种闪烁体-光纤探测器的相对灵敏度,在平均能量为1.25 MeV的60Co射线源上测得10 mm厚LSO闪烁体-光纤组合式探测器的灵敏度是相同厚度ST401的19倍,理论计算和实验结果在不确定度范围内一致.     

不同入射角激光束在大芯径SI-PDF光纤中的传输损耗

为得到纯石英阶跃光纤(SI-PDF)中漏泄模式光线功率的传输特性,应用光线投影积分法,推导了不同入射角的激光束在大芯径SI-PDF光纤中的传输功率计算公式,在不同入射角激光束照射下,分别对3、67、140 m SI-PDF光纤的输出功率特性进行了理论和实验研究,用最小二乘法原理对对数坐标下的实验数据进行拟合,得出了损耗系数.结果表明:入射角在0～12°内时,不同入射角功率输出和损耗系数近似一常量,其中损耗系数约为13 dB/km;入射角＞12°时,不同入射角光功率随入射角增加呈指数衰减规律,其损耗系数随入射角增大而增大,在12°时损耗系数值为26 dB/km,在28°时达到了82 dB/km.     

ICCD相机动态范围与空间分辨率

采用二级级联简化模型和探测量子效率理论推导了ICCD相机最小可探测光子数与增益、调制传递函数之间的关系,理论结果表明相机动态范围随分辨率的增加而减小,实验测量了空间分辨率为5 lp/mm和3.1 lp/mm时相机的动态范围,与理论结果符合较好。     

时间分辨型ICCD成像系统研制

ICCD成像系统是将像增强器耦合到CCD上,以获得更高的信号增益、更高的信噪比和更大的动态范围。通过电子快门控制像增强器开启时间实现时间分辨。介绍了时间分辨型ICCD成像系统的组成和研制,给出了系统的性能参数。系统在放大倍数为1的情况下,物面空间分辨率优于5 lp/mm,相机的动态范围为38.7倍,同步精度2 ns,时间分辨为5 ns。     

Optical Diagnostics of Multi-Gap Gas Switches for Linear Transformer Drivers

The trigger characteristics of a multi-gap gas switch with double insulating layers,a square-groove electrode supporter and a UV pre-ionizing structure are investigated aided by a high sensitivity fiber-bundle array detector, a UV fiber detector, and a framing camera, in addition to standard electrical diagnostics. The fiber-bundle-array detector is used to track the turn-on sequence of each electrode gap at a timing precision of 0.6 ns. Each fiber bundle, including five fibers with different azimuth angles, aims at the whole emitting area of each electrode gap and is fed to a photomultiplier tube. The UV fiber detector with a spectrum response of 260-320 nm,including a fused-quartz fiber of 200 μm in diameter and a solar-blinded photomultiplier tube, is adopted to study the effect of UV pre-ionizing on trigger characteristics. The framing camera,with a capacity of 4 frames per shot and an exposure time of 5 ns, is employed to capture the evolution of channel arcs. Based on the turn-on light signal of each electrode gap, the breakdown delay is divided into statistical delay and formative delay. A decrease in both of them, a smaller switch jitter and more channel arcs are observed with lower gas pressure. An increase in trigger voltage can reduce the statistical delay and its jitter, while higher trigger voltage has a relatively small influence on the formative delay and the number of channel arcs. With the UV pre-ionizing structure at 0.24 MPa gas pressure and 60 kV trigger voltage, the statistical delay and its jitter can be reduced by 1.8 ns and 0.67 ns, while the formative delay and its jitter can only be reduced by 0.5 ns and 0.25 ns.     

超快光学诊断系统CCD相机探测性能评价与测试

为解决超快光学诊断系统(如条纹相机,像增强器选通型分幅相机等)中记录CCD相机的性能评价问题,分析得出记录CCD相机对探测下限和动态范围更加看重,提出了适用于超快光学诊断系统记录CCD相机光学性能评价的两个原则:1)将有物理意义的像素群作为性能比较的单元,这样能去除CCD相机像素大小和像素数目带来的差异;2)宜使用最小可探测光强和光学动态范围作为CCD相机探测性能的衡量参数,这样能去除CCD相机数字化灰度、输出噪声起伏等带来的差异。在上述原则基础上,建立了不同种类CCD相机光学探测性能对比测试示例系统,对某型科学级CCD相机和某型EMCCD相机进行了对比测试。测试结果表明,EMCCD相机比科学级CCD相机具有更低的最小可探测光强和更宽的动态范围。上述CCD相机探测性能比较方法已经在Z箍缩超快光学诊断系统建立过程中得到成功应用。