基于CdZnTe晶体的2×2像素阵列探测器研究

根据CdZnTe(CZT)晶体的辐射探测理论,搭建了CZT像素阵列探测系统。采用241Am源研究了2×2像素阵列特性,得到了59.5keV能量γ射线能谱,最高能量分辨率为14.6%,并且各个像素性能差异明显,特别是边缘像素出现低能道区域计数增多,谱线向低能方向轻微漂移。为优化辐射成像,对实验数据作了进一步研究。结果表明,晶体内部不均匀的电场是造成各个像素性能偏差,和边缘像素谱漂移的主要原因。在成像过程中可以通过针对性的补偿加以修正,从而提高探测器有效成像面积,优化成像质量。     

室温核辐射CdZnTe像素探测器的研制

采用布里奇曼法生长的CdZnTe(CZT)单晶,制成室温核辐射像素探测器.首先通过红外透过显微(IRTM)成像、电阻率测量以及单元探测器能谱响应测试等手段,综合评定了探测器用CZT晶体的质量,结果表明,晶片富Te相密度为28.43 mm-2且尺寸分布较均匀,电阻率为1010 Ω·cm;电子迁移率寿命积为1.07×10-...     

室温核辐射CdZnTe像素阵列探测器的研制

报道了一种基于N型Cd0.9Zn0.1Te晶体材料的室温核辐射探测器.为充分发挥CdZnTe材料的优点,实验中采用了一系列工艺优化措施:如对材料表面进行处理,采用Pt/Au双层电极结构并优化器件表面钝化方法,改善退火条件等,从而制备出性能优良的7mm×7mm×5 mm阵列像素(3×3)探测器:其57Co12-2 ke光谱能量分辨率为23.7%(28.9 keV FWHM),137Cs 662 keV光谱分辨率为17.9%(17.8 keV FWHM);光谱曲线理想,呈高斯分布形状;低能带尾非常陡峭,这说明空穴的影响较小,可以略此外,该探测器在室温及不同测试条件下均能稳定工作,与传统探测器相比,省去了复杂昂贵的低温制冷系统,降低了成本.     

离子注入型Si-PIN半导体探测器的研制

本文系统地介绍了Si-PIN探测器对带电粒子、中子、射线的探测原理.针对灵敏面积为φ30mm×420μm的Si-PIN探测器,详细地介绍了设计方法和工艺流程,并指出了影响探测器性能的关键工艺.采用离子注入和平面工艺不仅能够降低漏电流,提高探测器的能量分辨率,而且使得探测器对高温环境和真空都很稳定.最后初步介绍了探测器的电特性(I-V特性,C-V特性)的变化趋势,以及探测特性参数的测量方法.     

全数字正交幅度调制器(QAM)的实现

提出了如何用全数字方法实现QAM调制器。第一部分概述了全数字正交幅度调制器和模拟调制器相比的优点。第二部分论述了数字调制器各个关键部分的实现方法和注意要点,尤其是数字滤波器和数字信号合成技术,正是由于DDS技术应用的普及,全数字调制器的实现变为了现实可行的。第三部分为结论,认为该方法易于大规模集成,性能稳定,功耗低,成本低,而且可以根据需要配置成不同的QAM调制方式,载波频率也可以随意改变。     

基于MPPC阵列探测器的激光测距系统与试验

将4×4多像素光子计数器(MPPC)阵列作为回波 探测器,利用云南天文台升级后的1.2m望远 镜分光路卫星激光测距(SLR)系统,开展了地面漫反射靶和AJISAI卫星的SLR试验。地面靶目 标是60cm的 Al塑板,光程约为45m,用示波器采集单通道输出信号与16通道合并 输出信号,合并输出信号幅值明 显高于单通道输出信号,表明不止一个通道有响应;用事件计时器记录主波、回波时刻并进 行距离解算, 其RMS约为21.7cm,与激光脉冲宽度、漫 反射目标的形状效应引起的测距误差相当。实验结果表明,阵列型探测器较单 元型有一定优势,实验中采用的MPPC阵列探测器进行性能升级后可用于SLR。     

SOI基垂直入射Ge PIN光电探测器的研制

研制了在SOI衬底上工作于近红外波段的垂直入射GePIN光电探测器。采用低温Ge缓冲层技术,在超高真空化学气相淀积系统(UHV/CVD)上生长探测器材料。测试表明,器件的暗电流主要来源于表面漏电流,暗电流密度随着尺寸的增加而减小,在2V偏压时暗电流密度可达17.2mA/cm2;器件在波长1.31μm处的响应度高达0.22A/W,对应量子效率为20.8%。无偏压时,器件的响应光谱在1.2～1.6μm波长范围内观察到4个共振增强峰,分别位于1.25、1.35、1.45和1.55μm左右,峰值半高宽约为50nm,共振增强效应是由SOI衬底的高反射率引起的。采用传输矩阵法模拟的响应光谱与实验测量结果吻合良好。     

基于CMOS工艺的太赫兹探测器

提出了一种新型多频太赫磁探测器电路结构,采用圆形、菱形以及环形天线嵌套式构成多频探测单元,四个探测器相互之间设计保护层包围隔离,防止外部电路对其影响.在高频结构仿真器(HFSS)下对设计的双环差分天线、单环差分天线、圆形开槽天线和菱形天线进行模型与特性参数仿真优化.基于TSMC CMOS 0.18 μm工艺制备了多频太赫兹探测器芯片,该芯片能实现280,290,320,600和806 GHz多频段探测功能.测试结果表明,双环天线结构、圆形开槽天线结构、菱形天线结构和单环差分天线结构的探测器在阈值电压为0.42 V时,最佳响应度分别为366.6,1 286.6,366.3和701.2 V/W,最小噪声等效功率分别为0.578,0.211,0.594和0.261 nW/√Hz.     

量子点红外探测器及焦平面阵列的研究进展

量子点红外探测器(QDIP)理论上具有对垂直入射光敏感、暗电流小、载流子寿命长、工作温度和响应率高等优势.目前,研究主要集中在普通量子点红外探测器、阱中点红外探测器(DWELL-QDIP)、隧穿量子点红外探测器(T-QDIP)、Si/Ge量子点红外探测器、二维小孔阵列红外探测器(2DHA-QDIP),国外报道了640×512量子点红外焦平面阵列的热成像,但现有的QDIP还未充分显现出其潜在优势.阐述了正在研究的几种QDIP和未来技术发展的趋势.     

用时域及幅度域修正方法提升基于线性预测的信包丢失后重建语音信号质量

本文介绍对一种基于线性预测方法的信包丢失重建算法[1]的改进研究.通过对基于线形预测方法的原始重建信号在时域和幅度域上的进一步处理,重建信号在相位连续性和样点幅度变化上的表现更加合理.经过非正式试听和ITU-T P.862协议所推荐的PESQ[2]算法客观测量,大量改进后测试语音信号的质量比原来均有提高.     

Effect of electron transport properties on unipolar CdZnTe radiation detectors: LUND, spectrumplus and coplanar grid

Device simulations of (1) the laterally contacted-unipolar-nuclear detector (LUND), (2) the SpectrumPlus, (3) and the coplanar grid made of Cd_0.9Zn_0.1Te (CZT) were performed for ¹³⁷Cs irradiation by 662.15 keV gamma-rays. Realistic and controlled simulations of the gamma-ray interactions with the CZT material were done using the MCNP4B2 Monte Carlo program, and the detector responses were simulated using the Sandia three-dimensional multi-electrode simulation program (SandTMSP). The simulations were done for the best and the worst expected carrier mobilities and lifetimes of currently commercially available CZT materials for radiation detector applications. For the simulated unipolar devices, the active device volumes were relatively large and the energy resolutions were fairly good, but these performance characteristics were found to be very sensitive to the materials properties. The internal electric fields, the weighting potentials, and the charge induced efficiency maps were calculated to give insights into the operation of these devices.     

FBG电流互感器非线性校正系统研究

为了提高电流互感器的测量精度,减小相位误差 ,研究了基于现场可编程门阵列(FPGA)的光纤光栅(FBG)电流互感器非线性校正系统,分析 了超磁致伸缩材料GMM,giant magnetostrictive material)的 磁滞特性,采用参数可变曲线拟合法实现数据的非线性校正处理。通过FP GA完成数据采集、 滤波、缓存、分频、校正处理和数据转换等单元的设计,实现了对电流互感器输出信号的实 时非线性校正,减小了GMM的磁滞特性对FBG电流互感器的影响,使电流互感器的 相位误差由7°降为1°,幅度误差小于1%,提高了电流测试系统的测量精度。     

基于场景的红外成像系统盲元检测及校正

根据盲元的响应特性,给出了无需依赖黑体辐射定标的、基于时域平均野值提取的盲元检测算法,然后又提出了基于相关像素加权插值的盲元校正算法。详细探讨了盲元检测过程中阈值的设置方法,研究了参与加权估计盲元灰度值的像素数目对估计误差的影响。最后通过仿真实验对检测算法的准确性及校正算法的有效性进行了验证,实验结果表明:本文提出的检测算法结果准确,误检测率低。校正算法校正效果好,结果图像的RMSE低于两种常用校正算法。     

温度对CdZnTe载流子输运特性和能谱特性的影响

采用垂直布里奇曼法生长的CdZnTe(CZT)单晶,制备出单平面探测器。在210～300K温度范围内,测试了不同外加偏压作用下探测器的漏电流,并计算了低压下CZT的体电阻率。同时,在不同电场作用下,测试了CZT探测器对未经准直的241 Am@5.48 MeVα粒子脉冲响应信号的上升时间,计算出电子迁移率为1 360cm2/V-1s-1,并进一步推算出电子寿命随温度的变化规律。在220～300K温度范围内,对比了CZT探测器对241 Am@59.5keVγ射线的能谱响应结果,分析了载流子传输特性及器件性能随温度的变化规律。结果表明,在298～253K温度范围内,降低温度可以提高晶体的体电阻率,减少探测器工作时的漏电流,进而提高探测器的能量分辨率;但当温度低于253K时,电子寿命τe加剧减小,此时由上升时间起伏而引起的全能峰的展宽不能被忽略,导致探测器性能恶化。     

Multiuser detection of time-hopping PPM UWB system in the presence of multipath fading

Ultra-wideband (UWB) impulse radio (IR) systems are currently being considered for several applications due to their attractive features that include low-power carrierless and ample multipath diversity. Among the various modulation and multiple-access schemes, time-hopping (TH) pulse position modulation (PPM) is a popular technique in application. Most past works rely on strict power control and perform single-user detection (matched filtering) on the desired signal. This paper aims to apply multiuser detection techniques in binary PPM (BPPM) UWB IR multiple-access systems. Moreover, we consider frequency-selective multipath fading channels to account for the wireless cellular environment. A class of linear multiuser detectors (LMDs) is applied to extract the information bits while eliminating multiuser interference (MUI) in the presence of multipath fading. Simulation results are provided to compare the performance of different LMDs.     

扫频相干探测光谱幅度码标记交换系统的传输性能分析

基于光谱幅度码(SAC)标记的生成原理,利用扫频相干探测技术,搭建对156Mbit/s SAC标记进行识别的SAC标记交换系统。加载40Gb/s强度调制(IM)净荷信息后,分别对背靠背、40km和80km传输距离下,本振光源(LO)线宽、发射功率以及净荷与标记频率间隔对标记接收质量的影响进行仿真分析。同时分析接收光功率(ROP)、光信噪比(OSNR)、标记与净荷频率间隔对净荷误码(BER)特性的影响。结果表明:传输40 km、80 km后,标记接收眼高度(EH)与背靠背系统相比差别较小,且都能达到-0.6 dB左右;同时,传输80 km后,当净荷BER为10-9时,其ROP与OSNR分别为-17.8dBm和14.5dB。     

运用遗传算法结合FFT进行多单元失效阵列校准

提出了利用遗传算法（GA）结合快速傅立叶变换（FFT）方法来进行阵列失效的校准,通过引入傅立叶变换的变换域和角域的映射,在变换域中利用FFT计算个体阵列的阵因子,减少了GA评估个体的时间,从而大大提高了失效校准的速度。以一个-35分贝副瓣电平的32单元阵列为例,校准一单元失效和二单元失效的时间都减少了至少一个数量级,算法也可应用于两个以上单元失效的情况。