摘要：本文综合深海原位探测的需求,提出基于新型闪烁晶体碘化锶(SrI_(2)(Eu))及新型半导体探测器碲锌镉(CZT)作为探测单元的复合式谱仪总体设计方案,采用模块化设计方法,对两种不同的探测单元设计了不同的信号放大与处理方式并对其进行电子学实现,同时针对谱仪由于温度改变引起的能谱峰位漂移进行了温度补偿。并对谱仪进行了实验,结果表明探测谱仪可以同时满足深海原位伽马探测高效率与高分辨率的需求,SrI_(2)(Eu)闪烁晶体探头探测效率可达32%@662 keV,同时能量分辨可达4.3%@662 keV。CZT探测单元能量分辨率1.7%@662 keV。温度修正的引入可有效抑制温度变化引起的能谱峰位漂移。

摘要：依据透射电子显微镜中透射电子成像的特点,设计出纤维光学面板耦合CMOS相机的间接电子成像探测器,分别改变荧光粉层和铝膜的厚度,发现在相同条件下,薄荧光粉相较于厚荧光粉可以得到更亮的图像;在较小范围内,铝膜厚度的改变对图像亮度几乎无影响;考虑到微通道板对高能电子有一定的探测效率,尝试在荧光屏前放置微通道板,测试结果表明微通道板能够有效提高图像亮度,其在700 V工作电压下,荧光屏亮度较未安装微通道板的情况提高了30倍,并且微通道板能够屏蔽X射线,更换成本较低,可能是间接电子探测器的一个新选择。

摘要：地震勘探是地球物理和油气勘探的重要手段之一,近年来逐渐向更深地层更精细化的方向发展,传感器节点数和数据量也变得更加庞大,同时数据分析端对数据质量的要求却更高,这要求海量节点上的数据要快速准确地上传到数据储存服务器,其中实现实验数据的高速可靠传输成为系统设计的一个关键难点.针对地球物理勘探和油气勘探的特点,本文提出了一种应用于大规模地震勘探仪器数据传输系统的高可靠传输协议,既能提高整个数据获取系统的稳定性同时又能提高数据的可靠性.该协议通过对数据传输过程中产生的错误采取充分的检测和处理算法,使得传输错误不会影响到系统的正常运行而且有效数据能正确地上传,并结合DAQ(Data Acquisition,数据获取系统)实现数据存储的容错机制,有效提高了系统稳定性和物理实验数据的可靠性,极大提升了地球物理勘探的工作效率.

摘要：针对国际热核聚变实验堆(ITER)对中子通量密度测量宽量程、高集成度、实时性的要求,设计了一套基于PXI架构的多通道中子通量密度测量系统。该系统包括新研制的电流灵敏前置放大器及基于高速模数转换器(ADC)和可编程逻辑器件(FPGA)的主电子学插件。通过全数字化信号处理技术衔接脉冲计数和坎贝尔两种测量模式,大幅拓展了测量量程和提高了系统集成度。该系统通过使用脉冲堆积率估算算法,实现了测量模式的精确自动切换。实验结果表明,该系统具备单一裂变室大于1.7×10^(10)cm^(-2)·s^(-1)中子通量密度实时测量能力,全量程相对误差低于7.1%。

摘要：介绍了应用于量子通信的半导体激光器的窄脉冲激光驱动电路设计方法。该电路利用射频三极管的雪崩效应产生的电脉冲驱动激光二极管,实现了小于1ns底宽的光脉冲。并在实现窄脉冲的同时实现了对光脉冲峰值功率的调节。

摘要：提出了一种量子密钥分发(QKD,quantum key distribution)系统中高速数据通道的设计方案—基于通用串行总线(USB,universal serial bus)的数据通道。通过对QKD系统中经典信道数据带宽的分析,设计了USB数据通道方案,并通过USB的速度的测试给出合适的USB参数。实验表明,此数据通道可以适应光子发射频率为20 MHz的QKD系统,且在带宽方面有很大的余量,可以适应后续QKD系统速度提升的需求。

摘要：针对锁模激光器微弱回波信号探测的需求,提出了一种基于高速相关采样和在线实时并行累加处理算法相结合的方法,对传统的模拟取样积分方法进行了改进,可实现无参考信号条件下的实时数字累加检测。设计并实现了一套基于该方法的锁模激光器微弱回波信号检测原型系统,使用12 bit@900 MSPS模拟-数字转换芯片(ADC)ADS5409对经光电转换之后的锁模激光回波信号进行波形采样,并利用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片Kintex-7实现对ADC的控制及在线数据处理。系统测试结果表明,对于重复频率为8 MHz、平均功率为0.04 n W的锁模激光回波信号,通过在FPGA内进行16 000次脉冲波形精确累加,可实现信号的有效检出,且从波形采集完毕到输出检测结果的延时小于100 ns,达到了高度的实时性。经900次重复实验,检测效率达到100%,且无"虚警"情况发生。

摘要：本文设计并实测了用于多通道微结构气体探测器信号读出的512通道电子学系统。该系统以Spartan-6FPGA作为控制和数据处理核心,使用4通道ADC芯片对4片APV25芯片的输出信号进行同步模数转换,经千兆以太网发送命令和传输数据,计算机端则以双线程分别接收和发送数据。实测输入电容低于200pF时,系统噪声低于2 000e,有效电荷输入范围为±20fC,12fC以下时线性良好。经长时间测试,系统稳定可靠,千兆网数据传输速率可达940 Mb/s。单片APV25工作时,连续触发率可达APV25上限285kHz,4片时则为134kHz。在实际应用于GEM探测器α射线成像实验中取得了较好的成像结果。

摘要：研制了一套基于球谱仪的中子剂量率仪。采用单个慢化球及位置灵敏计数器的探测结构,通过单次测量即可计算出中子剂量等信息。在基于电荷分配法的读出电路中,通过对电荷灵敏放大器及滤波成型电路的参数进行优化,使探测器系统的平均位置分辨达到6 mm。利用硬件寻峰等数字信号处理技术,使数据获取系统的最高计数率达到200 k·s-1,满足剂量率仪实时性的要求。

摘要：低增益雪崩探测器(low-gain avalanche detector, LGAD)是一种硅基半导体探测器,其同时具有高时间精度和高空间分辨能力。由于LGAD的通道密度高,需通过高颗粒度的专用集成电路(application specific integrated circuit, ASIC)完成其高时间精度的读出,该ASIC需包含放大、甄别和时间-数字变换(time-to-digital conversion, TDC)功能。针对LGAD的高精度时间测量需求,本文进行了TDC电路的原型设计与测试验证。该TDC采用游标型的时间量化原理,结合双环型结构与延时差锁定,实现粗细结合的时间测量方式,兼顾了量化步长、电路面积、测量范围和转换时间。测试结果表明,该TDC实现了低于20 ps的最小量化步长和好于10 ps的时间精度。