检定用模拟人眼系统电路设计

眼压是眼科医生判定眼睛健康的重要标志,准确测量眼内压至关重要。非接触式眼压计(Non-contact tonomete, NCT)是应用最广泛的眼压检测设备,设计了一种基于FPGA的高精度、低成本、便于操作的NCT检定用模拟人眼系统。系统以EP2C5T144C8作控制器来实现压力信号采集、信号调理转换、LCD显示功能。通过编写相应的FPGA程序,控制A/D读写,并传递给LCD单元显示压力数据。经过仿真模拟,该系统可提供连续可调压力值,能够由LCD直接显示眼压值。经实验证明,本系统技术指标满足JJG1143-2017《非接触式眼压计》的要求,且具有响应速度快、成本低、便于使用的优点。     

基于多锥晶体的多能点X射线光谱仪北大核心CSCD

为了克服传统弯曲晶体光谱仪存在检测的像差问题,基于衍射聚焦X射线特征能量谱范围、衍射光源位置、聚焦成像距离等关键的物理参数,设计了具有高光谱分辨力及宽光谱检测范围的多锥晶体X射线谱仪。从结构原理上讨论了该光谱仪的特点,研制完成了连续光滑的多锥表面X射线衍射聚焦弯曲晶体,通过单次X射线衍射聚焦诊断实验即能实现不同能量X射线无像差检测。对Ti的K_(α)与K_(β)射线光谱进行了多次衍射聚焦检测实验,获得了不同聚焦成像位置下的K_(α)与K_(β)特征谱线强度分布,并完成了光谱仪谱线聚焦能力与光谱分辨力分析。根据晶体对X射线聚焦程度与成像位置的关系,进行了不同聚焦成像位置处连续锥面光谱仪的聚焦性能分析,确定了最佳聚焦位置。实验结果表明:多锥晶体X射线光谱仪的聚焦能力得到显著提升,能谱检测范围可以覆盖4.51—5.14 keV,且在较大尺寸光源基础上仍能保证光谱分辨力达到600以上。     

高辐射通量下CdZnTe探测器的脉冲处理技术研究

针对高辐射通量条件下碲锌镉(CdZnTe)辐射探测器对模拟前端输出信号应具有快速上升时间及窄脉宽的要求,研究了CdZnTe探测器中电荷灵敏前置放大器(CSA)、准高斯脉冲滤波整形放大器的原理。采用Multisim,仿真分析了CSA输出脉冲信号上升时间、衰减时间和滤波整形放大器级联输入电阻、运放反馈电容等优化参数。基于仿核精密脉冲源搭建实验平台,完成了CSA和准高斯滤波整形放大器的实验验证工作。结果表明,CSA的输出信号上升时间为10 ns,下降时间为150 μs,准高斯脉冲脉宽达200 ns。CSA和滤波整形放大电路的输出脉冲波形与仿真结果一致,满足了高分辨率半导体能谱测量系统的要求。     

厄米-余弦-高斯光束通过像散透镜的焦开关

应用惠更斯-菲涅耳衍射积分公式,研究了厄米-余弦-高斯光束通过像散透镜后的焦开关现象.数值计算结果表明,厄米-余弦-高斯光束通过有像散透镜的光学系统,在像散参数和光束菲涅耳数一定时,改变光学系统几何参数δ(即光束入射面到透镜的距离与透镜焦距之比),不仅在δ=1.O时发生通常所说的焦开关现象,而且在δ≠1.O时的其他位置也可以产生焦开关现象,即焦开关现象不仅可以在几何焦点处产生,也可以在几何焦点右侧或左侧产生.讨论了光束参数对焦开关的产生及其位置的影响;分析研究了在给定光束参数和光束菲涅耳数条件下,光学系统几何参数δ取不同值时,厄米-余弦-高斯光束通过像散透镜后的相对焦移随像散参数的变化规律.结果表明,可以通过改变光束参数和像散参数来控制焦开关发生的位置和产生焦开关的次数.     

CZT面元像素探测器的研制及其幅度修正技术的实现

根据CdZnTe（CZT）面元像素探测器基本原理,测试分析了像素阵列CZT晶体漏电流特性。建立了基于数字脉冲处理方式的11 mm×11 mm×3 mm尺寸4×4像素阵列CZT探测系统。采用137Cs 662 keV伽玛源测试得到探测系统响应脉冲幅度谱,平均能量分辨率为3.3%,全能谱峰（FWHM）为21.85 keV。...     

基于高能γ源的CdZnTe成像探测器极化效应研究

应用第一类边界条件泊松方程,推导了碲锌镉(CdZnTe)探测器晶体内部电势分布,研究了CdZnTe探测器在¹³⁷Cs高能γ源成像探测过程中的极化效应。数值计算与实验结果表明：在低辐射注量率条件下,即CdZnTe晶体内部载流子电荷密度较低时,内部电势分布主要受外加偏压影响,晶体内部电势与偏压为线性关系,电场呈均匀分布。在高辐射注量率条件下,即晶体内部载流子电荷密度较高时,内部电势分布出现极化区域,电场分布发生扭曲,电子载流子向辐照区域外侧迁移,形成辐照中心无信号而辐照边缘区域仍有响应信号的极化探测图像。极化效应造成CdZnTe探测器探测性能严重退化,辐照边缘区域像素事件计数下降约70%。     

用于CdZnTe探测器的高速前端读出电路

采用0.35 μm CMOS工艺,设计了一种用于CdZnTe探测器的16通道高速前端读出电路。整体电路由16个模拟通道、偏置模块和逻辑控制模块组成,每个通道包括电荷敏感放大器、漏电流补偿电路、成形器、基线保持电路、峰值检测保持电路和时间甄别器。分析了高入射频率下主要电路模块的性能及通道的读出时序。仿真结果表明,本前端读出电路的输入能量范围为29~430 keV@1~15 fC,每个通道功耗小于1.8 mW,等效噪声电荷为87.6e-,最大能补偿的漏电流为50 nA,达峰时间为150 ns,通道增益为50 mV/fC,非线性小于1%,最高注入频率为500 kHz。