一维游标位敏阳极光子计数探测器

鄢秋荣; 赵宝升; 杨颢; 刘永安; 朱香平; 李梅

doi:10.7498/aps.59.6164

摘要

报道了一维游标位敏阳极光子计数探测器,详细介绍了一维游标位敏阳极的解码原理和设计结果. 搭建了基于一维游标位敏阳极探测器的紫外光子计数探测系统. 该系统工作于光子计数模式,可同时测量单光子事件的一维坐标. 获得了对应入射光空间强度一维分布的脉冲计数分布图. 通过测试,系统的分辨率优于100 μm. 该探测器可以实现极微弱的高能光子、电子和离子等粒子流强度分布的一维探测,因此可以用于深空探测、光谱测量、高能物理以及生物发光探测.

关键词:

Abstract

One-dimensional photon counting detector with vernier position sensitive anode is reported. The decode principle and design of vernier position sensitive anode are described in detail. An ultraviolet photon counting system was built based on one-dimensional photon counting detector with vernier position sensitive anode. One-dimensional coordinates of single-photon events can be simultaneously measured when the detection system works in photon counting mode. The spatial distribution of pulse counts, which corresponds to one-dimensional spatial distribution of incident light intensity, was obtained. The resolution of this system is better than 100 mμ according to the resolution test. The detector can detect one-dimensional spatial distribution of the intensity of very weak particle flow such as high-energy photons, electrons and ions flow, so it can be used for deep space exploration, spectral measurement, high-energy physics and bio-luminescence detection.

Keywords:

作者及机构信息

(1)中国科学院西安光学精密机械研究所,瞬态光学与光子技术国家重点实验室,西安 710119; (2)中国科学院西安光学精密机械研究所,瞬态光学与光子技术国家重点实验室,西安 710119;中国科学院研究生院,北京 100049

基金项目: 国家自然科学基金重点项目(批准号:10878005)资助的课题.

Authors and contacts

(1)State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Xi'an 710119, China; (2)State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Xi'an 710119, China;Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

参考文献

[1]	Zhang X J, Wan J L 2007 Laser Journal 28 13 (in Chinese) [张雪皎、万钧力 2007 激光杂志 28 13]
[2]	Zhang Z X, Han Z F,Liu Y,Guo G C 2007 Progress in Physics 27 1 (in Chinese)[张忠祥、韩正莆、刘云、郭光灿 2007 物理学进展 27 1]
[3]	Wei Z J, Li K Z, Zhou P, Wang J D, Liao C J, Guo J P, Liang R S, Liu S H 2008 Chin. Phys. B 17 4142
[4]	Sun Z B, Ma H Q, Lei M, Yang H D, Wu L A, Zhai G J, Feng J 2007 Acta Phys. Sin. 56 5790 (in Chinese) [孙志斌、马海强、雷鸣、杨汉东、吴令安、翟光杰、冯稷 2007 56 5790]
[5]	Czasch A, Milnes J, Hay N, Wicking W, Jagutzki O 2007 Nucl. Instr. and Meth. 580 1066
[6]	Miao Z H, Zhao B S, Zhang X H, Liu Y A 2008 Chin. Phys. Lett. 25 2698
[7]	Lapington J S, Sanderson B, Worth L B C, Tandy J A 2002 Nucl. Instr. and Meth. 447 250
[8]	Sun X L , Krainak M A , Abshire J B, Spinhirne J D, Trottier C, Davies M, Dautet H , Allan G R , Lukemire A T , Vandiver J C 2004 J . Mod. Opt. 51 1333
[9]	Gallivanoni A , Rech I , Resnati D, Ghioni M, Cova S 2006 Optics Express 14 5021
[10]	Sun Y W, Qiu J L, Zhao L L, Xu G X, Ding Z H, Niu H B 2008 Acta Phys. Sin. 57 772 (in Chinese)[孙怡雯、屈军乐、赵羚伶、许改霞、丁志华、牛憨笨 2008 57 772]
[11]	Lapington J S , Sanderson B 2000 Proc. SPIE 4139 242
[12]	Ma H Q, Wang S M, Wu L A. 2009 Acta Phys. Sin. 58 717 (in Chinese) [马海强、王素梅,吴令安 2009 58 717]
[13]	Zhang X H, Zhao B S, Miao Z H, Zhu X P, Liu Y A, Zou W 2008 Acta Phys. Sin. 57 4238 (in Chinese)[张兴华、赵宝升、缪震华、朱香平、刘永安、邹玮 2008 57 4238]
[14]	Li Y, Li G, Zhang Y C, Wang X Y, Wang J M, Zhang T C 2006 Acta Phys. Sin. 55 5779 (in Chinese)[李园、李刚、张玉驰、王晓勇、王军民、张天才 2006 55 5779]
[15]	Lapington J S 2003 Proc. SPIE 4854 191

施引文献

[1]	Zhang X J, Wan J L 2007 Laser Journal 28 13 (in Chinese) [张雪皎、万钧力 2007 激光杂志 28 13]
[2]	Zhang Z X, Han Z F,Liu Y,Guo G C 2007 Progress in Physics 27 1 (in Chinese)[张忠祥、韩正莆、刘云、郭光灿 2007 物理学进展 27 1]
[3]	Wei Z J, Li K Z, Zhou P, Wang J D, Liao C J, Guo J P, Liang R S, Liu S H 2008 Chin. Phys. B 17 4142
[4]	Sun Z B, Ma H Q, Lei M, Yang H D, Wu L A, Zhai G J, Feng J 2007 Acta Phys. Sin. 56 5790 (in Chinese) [孙志斌、马海强、雷鸣、杨汉东、吴令安、翟光杰、冯稷 2007 56 5790]
[5]	Czasch A, Milnes J, Hay N, Wicking W, Jagutzki O 2007 Nucl. Instr. and Meth. 580 1066
[6]	Miao Z H, Zhao B S, Zhang X H, Liu Y A 2008 Chin. Phys. Lett. 25 2698
[7]	Lapington J S, Sanderson B, Worth L B C, Tandy J A 2002 Nucl. Instr. and Meth. 447 250
[8]	Sun X L , Krainak M A , Abshire J B, Spinhirne J D, Trottier C, Davies M, Dautet H , Allan G R , Lukemire A T , Vandiver J C 2004 J . Mod. Opt. 51 1333
[9]	Gallivanoni A , Rech I , Resnati D, Ghioni M, Cova S 2006 Optics Express 14 5021
[10]	Sun Y W, Qiu J L, Zhao L L, Xu G X, Ding Z H, Niu H B 2008 Acta Phys. Sin. 57 772 (in Chinese)[孙怡雯、屈军乐、赵羚伶、许改霞、丁志华、牛憨笨 2008 57 772]
[11]	Lapington J S , Sanderson B 2000 Proc. SPIE 4139 242
[12]	Ma H Q, Wang S M, Wu L A. 2009 Acta Phys. Sin. 58 717 (in Chinese) [马海强、王素梅,吴令安 2009 58 717]
[13]	Zhang X H, Zhao B S, Miao Z H, Zhu X P, Liu Y A, Zou W 2008 Acta Phys. Sin. 57 4238 (in Chinese)[张兴华、赵宝升、缪震华、朱香平、刘永安、邹玮 2008 57 4238]
[14]	Li Y, Li G, Zhang Y C, Wang X Y, Wang J M, Zhang T C 2006 Acta Phys. Sin. 55 5779 (in Chinese)[李园、李刚、张玉驰、王晓勇、王军民、张天才 2006 55 5779]
[15]	Lapington J S 2003 Proc. SPIE 4854 191

[1]	陈松懋, 苏秀琴, 郝伟, 张振扬, 汪书潮, 朱文华, 王杰. 基于光子计数激光雷达的自适应门控抑噪及三维重建算法. , 2022, 71(10): 104202. doi: 10.7498/aps.71.20211697
[2]	朱文华, 汪书潮, 王凯迪, 陈松懋, 马彩文, 苏秀琴. 光子计数成像系统的自适应累积时间扫描方法. , 2022, 71(15): 158702. doi: 10.7498/aps.71.20220173
[3]	韩冬, 孙飞阳, 鲁继远, 宋福明, 徐跃. 采用多晶硅场板降低单光子雪崩二极管探测器暗计数. , 2020, 69(14): 148501. doi: 10.7498/aps.69.20200523
[4]	魏天丽, 吴德伟, 杨春燕, 罗均文, 李响, 朱浩男. 基于光子计数的纠缠微波压缩角锁定. , 2019, 68(9): 090301. doi: 10.7498/aps.68.20182077
[5]	李明飞, 杨然, 霍娟, 赵连洁, 杨文良, 王俊, 张安宁. 基于光子计数的合作目标量子成像. , 2015, 64(22): 224208. doi: 10.7498/aps.64.224208
[6]	邢妍, 陈波, 王海峰, 张宏吉, 何玲平, 金方圆. Vernier型光子计数探测器阳极电容仿真与试验研究. , 2015, 64(8): 080702. doi: 10.7498/aps.64.080702
[7]	王胜, 李航, 曹超, 吴洋, 霍合勇, 唐彬. 新型热中子敏感微通道板探测效率的蒙特-卡罗模拟研究. , 2015, 64(10): 102801. doi: 10.7498/aps.64.102801
[8]	李乾利, 温廷敦, 许丽萍, 王志斌. 单轴应力对一维镜像光子晶体光子局域态透射峰的影响. , 2013, 62(18): 184212. doi: 10.7498/aps.62.184212
[9]	曹柱荣, 董建军, 杨正华, 詹夏宇, 袁铮, 张海鹰, 江少恩, 丁永坤. 一种透射式软X光带通方法研究. , 2013, 62(4): 045205. doi: 10.7498/aps.62.045205
[10]	王光怀, 王清才, 吴向尧, 张斯淇, 王婧, 刘晓静, 巴诺, 高海欣, 郭义庆. 一维函数光子晶体的研究. , 2012, 61(13): 134208. doi: 10.7498/aps.61.134208
[11]	潘京生, 亓鲁, 肖洪亮, 张蓉, 周建勋, 蒲冬冬, 吕景文. 微通道板的饱和效应对条纹相机动态范围的影响分析. , 2012, 61(19): 194211. doi: 10.7498/aps.61.194211
[12]	刘永安, 鄢秋荣, 盛立志, 赵菲菲, 胡慧君, 赵宝升. 电荷云尺寸对紫外光子计数成像探测器性能的影响. , 2011, 60(4): 048501. doi: 10.7498/aps.60.048501
[13]	袁铮, 刘慎业, 曹柱荣, 李云峰, 陈韬, 黎航, 张海鹰, 陈铭. 金阴极的选择性光电效应. , 2010, 59(7): 4967-4971. doi: 10.7498/aps.59.4967
[14]	曹荣根, 王音, 林正喆, 明辰, 庄军, 宁西京. 一种制备单原子碳链的方案. , 2010, 59(9): 6438-6442. doi: 10.7498/aps.59.6438
[15]	赵菲菲, 刘永安, 胡慧君, 赵宝升. 采用Si薄膜的光子计数成像系统性能的研究. , 2010, 59(10): 7096-7104. doi: 10.7498/aps.59.7096
[16]	张兴华, 赵宝升, 刘永安, 缪震华, 朱香平, 赵菲菲. 紫外单光子成像系统增益特性研究. , 2009, 58(3): 1779-1784. doi: 10.7498/aps.58.1779
[17]	陈宪锋, 蒋美萍, 沈小明, 金铱, 黄正逸. 一维多缺陷光子晶体的缺陷模. , 2008, 57(9): 5709-5712. doi: 10.7498/aps.57.5709
[18]	童凯, 崔卫卫, 汪梅婷, 李志全. 一维缺陷光子晶体温度的测量. , 2008, 57(2): 762-766. doi: 10.7498/aps.57.762
[19]	周金苟, 杜桂强, 张亚文, 刘念华. 双周期厚度调制的一维光子晶体的电磁模. , 2005, 54(8): 3703-3706. doi: 10.7498/aps.54.3703
[20]	陈赓华, 赵忠贤. 一维多通道正常金属结构的透射几率. , 1987, 36(6): 725-735. doi: 10.7498/aps.36.725

计量

文章访问数: 8645
PDF下载量: 1030
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

搜索

留言板