門控分幅相機(jī)增益特性研究.pdf

1、門控分幅相機(jī)是激光等離子體、慣性約束聚變（ICF--Inertial Confinement Fusion)）等高能密度物理實(shí)驗(yàn)的重要檢測(cè)設(shè)備之一。分幅相機(jī)尚有許多急待解決的問(wèn)題，其中增益的不均勻性是比較嚴(yán)重的問(wèn)題之一，會(huì)對(duì)成像結(jié)果帶來(lái)一定的失真。因此研究分幅相機(jī)增益特性對(duì)高能密度物理實(shí)驗(yàn)的X射線成像診斷具有重要的意義。
　　 第二章，論文在分幅相機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理的基礎(chǔ)上，研究了分幅相機(jī)的增益特性，建立了微通道板（MCP--M

2、icro Channel Plate）增益模型，分析了分幅相機(jī)參數(shù)對(duì)增益的影響，結(jié)果顯示工作電壓和微通道加速電場(chǎng)是影響增益的主要因素。
　　 第三章，作者采用了CST（Computer Simulation Technology）電磁工作室和微波工作室軟件，模擬了微帶MCP的靜態(tài)電場(chǎng)強(qiáng)度分布和高斯脈沖電壓的傳輸特性，分析了相機(jī)靜態(tài)增益不均勻性和動(dòng)態(tài)增益不均勻性。模擬結(jié)果顯示，工作在靜態(tài)時(shí)，微帶邊緣增益輸出相對(duì)較大，具有較大的增益

3、不一致性；相機(jī)工作在動(dòng)態(tài)時(shí)，增益沿微帶線與位移成指數(shù)關(guān)系衰減，衰減系數(shù)與介質(zhì)的電導(dǎo)率成正比例關(guān)系。
　　 第四章，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，測(cè)量了分幅相機(jī)的靜態(tài)增益特性、動(dòng)態(tài)增益特性和曝光時(shí)間。結(jié)果顯示靜態(tài)增益分布與CST模擬結(jié)果吻合，微帶邊緣增益相對(duì)較大。動(dòng)態(tài)增益分布也與CST模擬結(jié)果一致，增益沿微帶線與位移成指數(shù)關(guān)系衰減，但在微帶末端突然升高。增益的衰減是由脈沖電壓衰減引起的，微帶末端增益升高是由微帶末端電壓反射引起的。對(duì)數(shù)據(jù)擬合分析后

4、，結(jié)果顯示增益衰減系數(shù)為0.3Np/cm，電壓衰減系數(shù)為0.043Np/cm，電壓末端反射系數(shù)為10％，相機(jī)的曝光時(shí)間為100ps±10％。
　　 第五章，論文對(duì)分幅相機(jī)增益均勻性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。作者采用三種方法對(duì)增益不一致性進(jìn)行修正補(bǔ)償，分別為靜態(tài)電壓補(bǔ)償法、末端電壓反射法和漸變微帶補(bǔ)償法。對(duì)三種方法進(jìn)行定量分析，建立優(yōu)化物理模型，模擬三種方法對(duì)增益均勻性的優(yōu)化效果。結(jié)果顯示三種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，其中靜態(tài)電壓補(bǔ)償法和漸變微帶補(bǔ)