摘要：MSM(金属-半导体-金属)型光电探测器的较低寄生电容和高带宽的特点使得其应用广泛,可用于空间通信、遥感等多方面,但暗电流偏大仍是制约其发展的重要因素.为此,本文研制了100×100μm2面积的InGaAs-MSM光电探测器,通过设计InAlGaAs/InGaAs短周期超晶格和InAlAs肖特基势垒增强结构,将器件暗电流密度降至0.6pA/μm2(5V偏置),改善了目前同类器件的信噪比.对器件光电参数进行了表征:3dB带宽6.8GHz,上升沿58.8ps,1550nm波段响应度0.55A/W,光吸收区域外量子效率88%.分析了短周期超晶格和肖特基势垒增强层对暗电流的抑制机理.

摘要：由于空间电荷效应的限制,产生百飞秒的极短电子脉冲是超快电子衍射技术的一大难点.同时,电子的穿透深度随着电子能量的增加而增加,而电子的散射几率却具有相反的规律.因而,除了时间分辨的提升,还需要可宽范围调节的电子能量以优化不同厚度样品对其的需求.基于此,提出并设计了一种新型超紧凑电子枪,结合均匀场阴极和可移动阳极的配置,可在10-125 kV加速电压范围内实现100 fs量级时间分辨率.通过优化设计高压电极轮廓,使得其轴上和整个阴极面的场增强因子在不同阴阳极间距下均小于约4%,从而保证了不同加速电压下最大轴上场强均可达10 MV/m量级,有效地抑制了电子脉冲的展宽效应;进一步将阳极小孔设计成可放置致密电镜载网的阶梯孔,一方面可将载网支撑的样品紧贴小孔后方放置,最大程度上缩短了电子从阴极到样品的时间弥散,同时也可以有效地减弱阳极孔对电子束的散焦效应,提升电子束的横向聚焦性能.

摘要：研制了一套单光电子谱测试仪。对8英寸微通道板型光电倍增管(MCP-PMT)的性能指标进行了标定,包括单光电子谱的增益和峰谷比、光电阴极的均匀性。单光电子谱测试仪采用高精度QDC采集电荷谱。VME数据获取系统积分电荷谱得到单光电子谱。采用LABVIEW的电流采样系统获得光电阴极某确定位置上光电流的I-V坪曲线。单光电子谱测试仪测得MCP-PMT在高压为2100 V、脉冲发生器的设置为脉冲宽度10 ns、采样频率1 k Hz、驱动电压1.735 V驱动LED光源时,单光电子谱的增益为2.5233×107、峰谷比值为2.78,光电阴极的非均匀性小于10%。实验测得的性能指标均满足中微子探测等实验要求。同时为20英寸MCP-PMT的成功研制奠定了理论设计及测试基础。

摘要：研制了一种短余辉、高分辨率、快时间响应的高速选通超二代像增强器,通过光纤锥与CCD进行耦合成高性能距离选通ICCD,理论分析各部件的性能及其对系统空间分辨率的影响;采用FPGA设计电路控制系统,该系统产生出纳秒级的选通门宽以实现对ICCD的数字控制,同时可以对选通脉冲宽度和延时时间进行调整以实现不同亮度以及距离目标的清晰成像,降低背景噪音以及增大成像的动态范围.此外,该系统具有增益监控和调节功能,信噪比达到20∶1dB,在超二代像增强器阴极和微通道板输入面之间加幅度为-200V、宽度为3ns直流连续可调的选通脉冲以实现对增强器的选通,为了提高光电阴极补充电子的速度,在输入窗内表面光刻有线宽为5μm、间距为50μm正方形格栅以保证选通门宽为3ns时光电阴极有足够快的响应速度,选通频率最高可达到300kHz,实验测试在微通道板电压为700V、荧光屏电压为5 000 V时增强器增益可达10 718cd/m2 lx,ICCD系统空间分辨率达到29.7lp/mm.

摘要：与传统条纹相机加速和偏转电子束的方法相比,太赫兹强场的加速梯度和扫描偏转梯度有明显优势,具备实现飞秒级超高时间分辨的能力.本文基于这一新技术设计了一款基于太赫兹场操控电子束的超小型高时间分辨探测器.从理论上分析了加速区的时间弥散与电子脉冲发射时刻以及初始时间弥散的关系,并讨论了空间电荷效应对时间弥散的影响;设计并优化了加速区和偏转区的太赫兹脉冲耦合增强装置,太赫兹脉冲电场在该装置中的增强系数最高可达9.39.最终通过计算和分析本探测器的时间弥散,得到了时间分辨率优于50 fs的结果.

摘要：根据污水生物脱氮除磷原理设计了一套一体化反应器,并在其中分别投加普通生物悬浮载体和双室悬浮载体,以研究两者对生活污水同步脱氮除磷的效果。结果表明,在相同HRT下、温度控制在20～30℃和pH为6.5～7.8时,双室悬浮载体对污水总氮的平均去除率比普通生物悬浮载体的高近10%;但是两者对总磷及COD的去除效果相近,且对COD的去除效果较好,平均去除率在90%以上;Grau模型计算表明,HRT为12 h时,反应器中投加双室悬浮载体后的污水底物降解常数最大(2.18)。因此,把双室悬浮载体及其一体化反应器用于污水的同步脱氮除磷是一种高效的生活污水处理方法。

摘要：根据生物脱氮原理设计了一套一体化反应器并将其用于工业废水处理，研究双室悬浮载体对工业废水脱氮影响的同时分析了系统中微生物群落的结构组成。结果表明：在低温状态下，双室载体内生物种类较多，且主要以杆菌为主，钟虫和线虫等也较多。COD去除率总体较低但相对稳定，各反应器平均去除率均在65％以上。双室悬浮载体比普通悬浮载体的氨氮和总氮去除率高7％-10％。对处理前后废水进行GC-MS扫描后发现，双室悬浮载体可去除废水中的苯酚类同系物及甲苯并具有一定的脱硫能力。以Grau模型计算了进水底物浓度变化时的底物降解常数，利用双室悬浮载体，HRT为20h时的底物降解常数最大（0．358）。因此，双室悬浮生物载体对工业废水低温脱氮来说是一种较好的微生物载体。