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微通道波导栅型复合探测信号提取方法与验证

刘德兴 母一宁 曹喆 樊海波 郝国印

刘德兴, 母一宁, 曹喆, 樊海波, 郝国印. 微通道波导栅型复合探测信号提取方法与验证[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1016002-1016002(9). doi: 10.3788/IRLA201948.1016002
引用本文: 刘德兴, 母一宁, 曹喆, 樊海波, 郝国印. 微通道波导栅型复合探测信号提取方法与验证[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1016002-1016002(9). doi: 10.3788/IRLA201948.1016002
Liu Dexing, Mu Yining, Cao Zhe, Fan Haibo, Hao Guoyin. Extraction method and experiment validation for signal of complex detection based on microchannel waveguide gate[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(10): 1016002-1016002(9). doi: 10.3788/IRLA201948.1016002
Citation: Liu Dexing, Mu Yining, Cao Zhe, Fan Haibo, Hao Guoyin. Extraction method and experiment validation for signal of complex detection based on microchannel waveguide gate[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(10): 1016002-1016002(9). doi: 10.3788/IRLA201948.1016002

微通道波导栅型复合探测信号提取方法与验证

doi: 10.3788/IRLA201948.1016002
基金项目: 

国家自然科学基金青年科学基金(51602028);吉林省科技发展计划重点科技攻关项目(20150204049GX,20150204083GX);吉林省科技发展计划青年科研基金(20160520114JH);吉林省科技发展计划中青年科技创新领军人才及团队项目(20180519019JH);吉林省教育厅“十三五”科学技术研究规划重点项目(JJKH20170602KJ);2018年吉林省发改委产业创新专项资金(2018C040-3);2018年中科院天文光学技术重点实验室开放课题(CAS-KLAOT-KF201803)

详细信息
    作者简介:

    刘德兴(1991-),男,硕士生,主要从事光电子器件与系统、专用集成电路设计方面的研究。Email:dexing6119@163.com

  • 中图分类号: TN06;TN29

Extraction method and experiment validation for signal of complex detection based on microchannel waveguide gate

  • 摘要: 为改善波导栅型薄膜复合探测器件位敏阳极读出光电信号质量,降低栅型薄膜引起的电子束多径展宽对阳极探测信号的影响,研究了微通道板波导栅型复合探测信号在阳极的直接耦合提取方法。根据低能电子束在多元介质中的散射模型,利用蒙特卡洛统计方法对入射到栅型薄膜中的低能电子束轨迹进行模拟,并分析均匀分布和高斯分布下波导栅极引入噪声和透射电子束径向偏移对阳极信号提取精度的影响。对透射过栅型薄膜到达阳极的微弱光电脉冲信号的前置放大和串联压控多级级联放大模式,给出适用于加性高斯分布噪声叠加下基于Sallen-Key拓扑结构的四阶切比雪夫低通滤波和峰值保持电路的专用提取方案,减小波导栅型薄膜对信号信噪比和频响特性的影响。搭建专用波导栅型复合探测位敏信号读出平台,结合系统并行单点接地的连接模式和楔条形阳极位敏电荷直接耦合提取方式,验证器件阳极信号提取方法,获得2 s脉宽,200 kHz频率的准高斯脉冲提取信号。
  • [1] Fan Xinkun, Zhang Lei, Song Yansong, et al. Simultaneous detection technology of tracking and communication based on four quadrant detector[J]. Chinese Journal of Lasers, 2017, 44(9):0906009. (in Chinese)
    [2] Liu Dexing, Mu Yining, Song De, et al. Preparation and experiment validation for a waveguide gate film complex detector[J]. Acta Photonica Sinica, 2018, 47(10):1004001. (in Chinese)
    [3] Conti L, Barnstedt, Hanke L, et al. MCP detector development for UV space missions[J]. Astrophysics and Space Science, 2018, 363(4):63.
    [4] 母一宁. 新型瞬态电真空半导体光电子器件与技术[M]. 北京:国防工业出版社, 2018:59-62.
    [5] Mu Yining, Du Yue, Li Ye, et al. Complex waveguide anode microchannel plate-photomultiplier tube (MCP-PMT) for space optical communication[J]. Acta Electronica Sinica, 2016, 44(11):2812-2816. (in Chinese)
    [6] Mu Yining, Du Yue, Li Ye, et al. Feature analysis and experiment validation for complex waveguide anode MCP-PMT[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(8):0820004. (in Chinese)
    [7] Gao Xu, Mu Yining, Li Ye, et al. Verification experiment of electron shunt for complex wave guide grid microchannel plate-photomultiplier tube[C]//SPIE, 2016, 10255:102552X.
    [8] Jiang Huilin, Fu Qiang, Zhang Yalin, et al. Discussion of the laser ranging with polarization spectral imaging observations and communication technology for space debris[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(4):0401001. (in Chinese)
    [9] Ni Qiliang, Xiang Qiudong, Liu Xiufu, et al. High speed position readout circuit design for extreme ultraviolet photon-counting imaging detector[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2017, 47(11):1986-1990. (in Chinese)
    [10] Wang Xiaodong, Zhu Xiaoming, L Baolin, et al. Image tailing processing of WSZ position sensitive anode detector based on MCP[J]. Optics and Precision Engineering, 2013, 21(9):2439-2444. (in Chinese)
    [11] Zhu Yufeng, Shi Feng, Liu Shulin, et al. Analysis and test on noise factor of micro-channel plate with ion barrier film[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(2):499-502. (in Chinese)
    [12] Han Suli, Chen Bo, Ni Qiliang, et al. Electron cloud diffusion property of photon counting detector based on induction readout[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(7):1732-1736. (in Chinese)
    [13] Liu Yongan, Yan Qiurong, Sheng Lizhi,et al. Influence of charge cloud size on performance of UV photon-counting imaging detector[J]. Acta Physica Sinica, 2011, 60(4):048501. (in Chinese)
    [14] Shekhar S, Cho D, Cho D G, et al. Mapping nanoscale effects of localized noise-source activities on photoconductive charge transports in polymer-blend films[J]. Nanotechnology, 2018, 29(20):205204..
    [15] Mitros P. Filters with decreased passband error[J]. Circuits Systems II Express Briefs IEEE Transactions on, 2016, 63(2):131-135.
    [16] Wey I C, Peng C C, Chow H C. Wide bandwidth and high precision power supply noise detector by using dual peak detection sample and hold circuits[J]. International Journal of Circuit Theory Applications, 2014, 42(5):529-541.
    [17] Ni Qiliang. Soft X-ray and extreme ultraviolet photon-counting imaging detector with curved surface microchannel plate and induced charge position-sensitive anode[J]. Chinese Optics, 2015, 8(5):847-872. (in Chinese)
    [18] Zhang Zhiqun, Hu Juan, Chen Hua, et al. Low-crosstalk silicon photonics arrayed waveguide grating[J]. Chinese Optics, 2017, 15(4):041301.
    [19] Liu Yongan, Li Linsen, Liu Zhe, et al. Study on position-sensitive anode in photon counting imaging detector[J]. Acta Optica Sinica, 2017, 37(4):0404001. (in Chinese)
    [20] Yang Yu, Chen Xiaohong, You Bo, et al. Design of solar blind ultraviolet LED real-time video transmission system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(10):1022001. (in Chinese)
  • [1] 于淼, 张耀鲁, 徐泽辰, 何禹潼.  基于MEEMD-HHT的分布式光纤振动传感系统信号特征提取方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20210223-1-20210223-12. doi: 10.3788/IRLA20210223
    [2] 杜华冰, 孙奥, 尚万里, 侯立飞, 车兴森, 杨轶濛, 杨国洪.  整形脉冲信号处理方法及低温辐射流偏差 . 红外与激光工程, 2020, 49(11): 20200181-1-20200181-8. doi: 10.3788/IRLA20200181
    [3] 卢尚, 吕思奇, 陈檬, 彭红攀, 杨策, 张携.  单脉冲能量3 mJ、重复频率1 kHz皮秒超高斯光束的实现 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1005012-1005012(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1005012
    [4] 许孝芳, 李晓良, 王庆伟, 杨逢逢, 高永锋, 李晓天.  三束飞秒激光辐照下铜膜内电子非平衡热输运 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 206001-0206001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0206001
    [5] 母一宁, 郝国印, 刘春阳, 刘德兴, 曹喆.  波导栅型微孔阵列的自触发瞬时选通成像研究(特邀) . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 402002-0402002(4). doi: 10.3788/IRLA201948.0402002
    [6] 马龙, 贾竣, 裴昕, 胡艳敏, 周航, 孙凤鸣.  基于有效信号提取的白光干涉信号快速处理方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1013002-1013002(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1013002
    [7] 黄超, 易爱平, 钱航, 安晓霞, 李高鹏.  电子束泵浦XeCl准分子激光器输出特性 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1005003-1005003(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1005003
    [8] 王新强, 王欢, 叶松, 汪杰君, 张文涛, 王方原.  基于空间外差的钾盐光谱探测与提取研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 117002-0117002(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0117002
    [9] 曹劭文, 张蓉竹, 孙年春.  超短啁啾高斯脉冲叠加光束的空间异常特性分析 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1006002-1006002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1006002
    [10] 蔡克荣, 仇理宽, 高瑞林.  脉冲激光引信的信号特征提取方法及应用(特邀) . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 303004-0303004(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0303004
    [11] 孙俊灵, 马鹏阁, 孙光民, 羊毅.  低信噪比下机载多脉冲激光雷达姿态不敏感性特征提取研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 330002-0330002(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0330002
    [12] 李生福, 赵宇, 陈光华, 罗振雄, 叶雁.  选择型照明傅里叶叠层成像提取粒子尺度 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1103005-1103005(8). doi: 10.3788/IRLA201746.1103005
    [13] 王晓鹏, 刘克, 李艳秋.  基于子孔径波前振幅调制的斜率和曲率信号提取算法 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1217003-1217003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1217003
    [14] 赵丽娟, 李永倩, 徐志钮.  Lorentzian型布里渊频谱特征提取时模型的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 522002-0522002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0522002
    [15] 蔡厚智, 龙井华, 刘进元, 谢维信, 白雁力, 雷云飞, 廖昱博.  电子束时间展宽皮秒分幅相机 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1206001-1206001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1206001
    [16] 石会财, 张蓉竹, 孙年春.  中心波长及脉宽对能量叠加光束远场的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 118005-0118005(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0118005
    [17] 张龙, 何伟基, 顾国华, 陈钱, 黄强强.  电子倍增CCD 模拟前端设计与信号优化 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2263-2269.
    [18] 徐振, 谷松.  高能电子束冲击试验靶标监测系统研制 . 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 49-52.
    [19] 王莲芬, 赵选科, 左翔, 王金金, 孙红辉.  高斯激光束TEM00模散射信号模拟与分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 2940-2943.
    [20] 周辉, 李松, 明先顺, 陈舒杭, 陈梦竹, 胡磊.  激光高度计接收脉冲回波信号分析器 . 红外与激光工程, 2012, 41(8): 2042-2047.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-05-11
  • 修回日期:  2019-06-21
  • 刊出日期:  2019-10-25

微通道波导栅型复合探测信号提取方法与验证

doi: 10.3788/IRLA201948.1016002
    作者简介:

    刘德兴(1991-),男,硕士生,主要从事光电子器件与系统、专用集成电路设计方面的研究。Email:dexing6119@163.com

基金项目:

国家自然科学基金青年科学基金(51602028);吉林省科技发展计划重点科技攻关项目(20150204049GX,20150204083GX);吉林省科技发展计划青年科研基金(20160520114JH);吉林省科技发展计划中青年科技创新领军人才及团队项目(20180519019JH);吉林省教育厅“十三五”科学技术研究规划重点项目(JJKH20170602KJ);2018年吉林省发改委产业创新专项资金(2018C040-3);2018年中科院天文光学技术重点实验室开放课题(CAS-KLAOT-KF201803)

  • 中图分类号: TN06;TN29

摘要: 为改善波导栅型薄膜复合探测器件位敏阳极读出光电信号质量,降低栅型薄膜引起的电子束多径展宽对阳极探测信号的影响,研究了微通道板波导栅型复合探测信号在阳极的直接耦合提取方法。根据低能电子束在多元介质中的散射模型,利用蒙特卡洛统计方法对入射到栅型薄膜中的低能电子束轨迹进行模拟,并分析均匀分布和高斯分布下波导栅极引入噪声和透射电子束径向偏移对阳极信号提取精度的影响。对透射过栅型薄膜到达阳极的微弱光电脉冲信号的前置放大和串联压控多级级联放大模式,给出适用于加性高斯分布噪声叠加下基于Sallen-Key拓扑结构的四阶切比雪夫低通滤波和峰值保持电路的专用提取方案,减小波导栅型薄膜对信号信噪比和频响特性的影响。搭建专用波导栅型复合探测位敏信号读出平台,结合系统并行单点接地的连接模式和楔条形阳极位敏电荷直接耦合提取方式,验证器件阳极信号提取方法,获得2 s脉宽,200 kHz频率的准高斯脉冲提取信号。

English Abstract

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