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面向一流课程建设的“模拟电子技术”教学改革研究与实践

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教育教学论坛 2024年第11期 57-60页

作者：蔡厚智张凤霞李玲深圳大学物理与光电工程学院广东深圳518060

模拟电子技术是仪器类、电子信息类等专业的核心课程,深圳大学测控技术与仪器专业模电教学团队对该课程进行了教学改革研究与实践,确立了学生的主体地位,树立了以学生发展为中心、以学习成果为导向的教学理念,在教学内容和教学实践中强... 详细信息

模拟电子技术是仪器类、电子信息类等专业的核心课程,深圳大学测控技术与仪器专业模电教学团队对该课程进行了教学改革研究与实践,确立了学生的主体地位,树立了以学生发展为中心、以学习成果为导向的教学理念,在教学内容和教学实践中强调学以致用,重视模拟电子电路设计能力,增加工程实践相关知识及项目式课程设计,培养了学生创新思维和工程实践意识,使得学生知识结构满足当前工程应用需求,能够综合运用所学知识设计电子信息系统,并将创新思维与工程意识带入其他学习之中。

关键词：一流课程模拟电子技术教学改革创新思维工程实践

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大电流脉冲发生器设计及应用

电子学报 2024年第5期52卷 1469-1477页

作者：林楷宣罗秋燕陈嘉杰王佳恒黄峻堃王东刘进元牛丽红蔡厚智深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室广东深圳518060

长磁透镜是展宽型分幅相机的重要部件,使用大电流激励长磁透镜可在漂移区产生强磁场,从而提高相机空间分辨率.由于焦耳热效应的影响,长磁透镜无法长时间工作在大电流环境下.本研究基于串并联Marx结构,设计了应用于长磁透镜的电流脉冲发... 详细信息

长磁透镜是展宽型分幅相机的重要部件,使用大电流激励长磁透镜可在漂移区产生强磁场,从而提高相机空间分辨率.由于焦耳热效应的影响,长磁透镜无法长时间工作在大电流环境下.本研究基于串并联Marx结构,设计了应用于长磁透镜的电流脉冲发生器,研究了充电电压、储能电容、负载以及电路串、并联级数对输出电流脉冲的影响.当充电电压增大,储能电容值增大,负载减小,串联级数增加时,脉冲峰值电流增大;并联级数增加时,峰值电流呈先增后减的变化趋势.当储能电容值增大,负载增大,串联级数减少,并联级数增加时,脉冲半高宽增大.建立长磁透镜模型,模拟了长磁透镜轴上磁场强度分布.长磁透镜内径越大,轴上磁感应强度越弱;激励电流越大,磁感应强度越强.采用四级串联、两路并联的Marx脉冲电路产生了峰值457 A,半高宽6.76 ms的电流脉冲.该电流脉冲激励长磁透镜,获得了53.72μm的空间分辨率.

关键词：长磁透镜电流脉冲 Marx发生器空间分辨率分幅相机

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基于条纹管的压缩超快成像系统理论模拟

应用光学 2024年第2期45卷 385-390页

作者：刘俊凯邓萱杨恺知罗秋燕牛丽红张敬金刘进元蔡厚智向利娟深圳大学光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室物理与光电工程学院广东深圳518060

对基于压缩感知和条纹相机的压缩超快成像系统进行模拟仿真,原始三维图像I(x-y-t)经数字微镜设备(digital micromirror devices,DMD)进行编码调制,然后传输至狭缝全开条纹变像管,经偏转电场作用后,多幅不同时间图像将叠加,并在CCD上输... 详细信息

对基于压缩感知和条纹相机的压缩超快成像系统进行模拟仿真,原始三维图像I(x-y-t)经数字微镜设备(digital micromirror devices,DMD)进行编码调制,然后传输至狭缝全开条纹变像管,经偏转电场作用后,多幅不同时间图像将叠加,并在CCD上输出最后积分图像。采用总变分还原算法将CCD积分图像重构出多幅原始图像I(x-y-t)。对压缩超快成像系统的图像采集过程及还原算法进行了模拟仿真,获得了激光在空气介质中传输过程的8幅动态二维图像,每幅图像的曝光时间为12.5 ps,重构信号与原始信号的相似度为92%。

关键词：超快诊断条纹相机压缩感知时间分辨率

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磁聚焦分幅变像管空间分辨特性

太赫兹科学与电子信息学报 2024年第8期22卷 918-923页

作者：罗秋燕林楷宣陈嘉杰王佳恒邓萱刘俊凯杨恺知黄峻堃王东刘进元牛丽红蔡厚智深圳大学物理与光电工程学院广东深圳518060 北方夜视科技有限公司云南昆明650106

针对磁聚焦分幅变像管短磁透镜个数与微通道板(MCP)面曲率、成像范围、旋转角度之间的关系,采用蒙特卡罗方法、有限差分法和有限元法,分别对单磁透镜、双磁透镜和三磁透镜3种磁聚焦分幅变像管的空间分辨特性进行理论和实验研究。仿真结... 详细信息

针对磁聚焦分幅变像管短磁透镜个数与微通道板(MCP)面曲率、成像范围、旋转角度之间的关系,采用蒙特卡罗方法、有限差分法和有限元法,分别对单磁透镜、双磁透镜和三磁透镜3种磁聚焦分幅变像管的空间分辨特性进行理论和实验研究。仿真结果表明,磁聚焦分幅变像管的短磁透镜个数越多,成像面曲率越小,像面越接近平面;随着短磁透镜个数的增加,成像范围也逐渐增大;同时,在MCP面落点位置处电子的旋转角度随着短磁透镜个数的增加而减小。采用3个磁透镜时,在阴极面直径36 mm内,磁聚焦分幅变像管空间分辨力为10 lp/mm。

关键词：惯性约束聚变分幅变像管磁透镜空间分辨力脉冲展宽

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应用于激光聚变的X射线分幅成像技术

科学通报 2023年第34期68卷 4692-4703页

作者：蔡厚智邓萱罗秋燕杜卓铭黄晓雅牛丽红张敬金刘进元向利娟深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室深圳518060

X射线分幅相机具有高时间分辨能力和二维空间分辨率,是激光惯性约束聚变(inertial confinement fusion,ICF)实验中重要的超快诊断设备,常用于获取内爆压缩动态图像等信息.此外,该相机也可应用于Z箍缩、X射线激光、同步辐射等研究中进行... 详细信息

X射线分幅相机具有高时间分辨能力和二维空间分辨率,是激光惯性约束聚变(inertial confinement fusion,ICF)实验中重要的超快诊断设备,常用于获取内爆压缩动态图像等信息.此外,该相机也可应用于Z箍缩、X射线激光、同步辐射等研究中进行瞬态信息探测.传统X射线分幅相机的时间分辨率由0.1μs提高至100 ps,空间分辨率约20 lp/mm,且实现了工程化及大画幅尺寸.随着ICF研究的深入,要求分幅相机时间分辨率优于30 ps.采用电子束时间放大技术可将分幅相机时间分辨率提高至5 ps.微电子技术的进步进一步推动了分幅相机的发展.基于CMOS芯片的单视线分幅成像系统时间分辨率为30 ps、空间分辨率为35μm.为了提高抗电磁干扰能力,最近几年发展出一种全光固体分幅相机.本文重点阐述了目前实用的微通道板(microchannel plate,MCP)行波选通X射线分幅技术及新型电子束时间放大X射线分幅技术,并对全固体分幅技术及全光固体分幅技术的未来发展进行了展望.

关键词：惯性约束聚变超快诊断 X射线分幅相机高时空分辨脉冲展宽

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超快脉冲电路的研制及应用

深圳大学学报（理工版） 2010年第1期27卷 33-36页

作者：蔡厚智刘进元深圳大学光电工程学院光电子器件与系统教育部重点实验室广东省光电子器件与系统重点实验室深圳518060

设计一种用雪崩晶体管产生皮秒高压脉冲的纯电子学电路,该电路由雪崩三极管线路和雪崩二极管脉冲成形电路组成.三极管线路产生幅度为5 kV、半峰全宽为6 ns的高压斜坡电脉冲,该脉冲经二极管脉冲成形电路后,产生幅度为2.5 kV、半峰全宽为2... 详细信息

设计一种用雪崩晶体管产生皮秒高压脉冲的纯电子学电路,该电路由雪崩三极管线路和雪崩二极管脉冲成形电路组成.三极管线路产生幅度为5 kV、半峰全宽为6 ns的高压斜坡电脉冲,该脉冲经二极管脉冲成形电路后,产生幅度为2.5 kV、半峰全宽为230 ps的皮秒高压脉冲信号.将该信号用于行波分幅相机作为MCP的选通脉冲,测得相机的曝光时间为80 ps.

关键词：光电子学与激光技术分幅相机微通道板皮秒高压脉冲 Marx脉冲发生器高速摄影

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电子束时间聚焦和时间准直系统理论研究

中国激光 2015年第B9期42卷 267-273页

作者：赵鑫蔡厚智刘进元谢维信深圳大学光电子器件与系统教育部重点实验室广东深圳518060 深圳大学信息工程学院广东深圳518060 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室陕西西安710049 西北电网有限公司陕西西安710048

为了补偿条纹变像管阴极和栅极之间的电子渡越时间弥散，提出了电子柬时间聚焦和时间准直系统。系统中，时间聚焦器用来压缩补偿电子束团在加速过程中产生的时间宽度展宽，压缩补偿后的电子束团再通过时间准直器，时间准直器用来使输出... 详细信息

为了补偿条纹变像管阴极和栅极之间的电子渡越时间弥散，提出了电子柬时间聚焦和时间准直系统。系统中，时间聚焦器用来压缩补偿电子束团在加速过程中产生的时间宽度展宽，压缩补偿后的电子束团再通过时间准直器，时间准直器用来使输出的电子具有相同的能量，这样电子束团在后面的传输过程中就不会产生新的时间弥散。采用蒙特卡罗方法和有限差分法对系统进行了理论模拟。模拟结果表明，500fs的电子脉冲经过时间聚焦器作用后，时间宽度变为131fs，时间压缩比为3．8：1，此后由于时间准直器的作用，电子脉冲宽度保持在131fs左右，时间准直性为16．8％。

关键词： X射线光学条纹相机时间聚焦时间准直时间分辨率

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“智能仪器与测控系统”课程信息化改革实践

中国新通信 2022年第3期24卷 110-112页

作者：李晓宇田勇田劲东蔡厚智深圳大学物理与光电工程学院

随着我国信息技术的发展,信息化教学工具、信息获取和管理方式逐步在教学过程中使用。课程信息化改革有利于学生更好地掌握专业技能。“智能仪器与测控系统”课程作为高等学校仪器仪表类专业开设的主干课,与信息社会的工程实践息息相关... 详细信息

随着我国信息技术的发展,信息化教学工具、信息获取和管理方式逐步在教学过程中使用。课程信息化改革有利于学生更好地掌握专业技能。“智能仪器与测控系统”课程作为高等学校仪器仪表类专业开设的主干课,与信息社会的工程实践息息相关。本文主要介绍该课程信息化改革实践的实施方式和效果,希望通过案例介绍,为高等学校理工类专业课程的教学工作提供有益参考。

关键词：智能仪器信息化线上线下课程设计

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脉冲展宽X射线分幅相机空间分辨特性研究

激光与光电子学进展 2022年第23期59卷 120-126页

作者：罗秋燕林楷宣陈嘉杰王佳恒黄峻堃付文勇蔡厚智刘进元深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室广东深圳518060 南阳理工学院计算机与信息工程学院河南南阳473500

采用蒙特卡罗方法、有限差分法和有限元法,对脉冲展宽分幅相机的空间分辨特性进行了理论模拟和研究。光电阴极(PC)产生的电子脉冲首先通过脉冲展宽装置轴向拉伸,然后通过三个短磁透镜组成的成像系统成像到微通道板上。当相机成像倍率为1... 详细信息

采用蒙特卡罗方法、有限差分法和有限元法,对脉冲展宽分幅相机的空间分辨特性进行了理论模拟和研究。光电阴极(PC)产生的电子脉冲首先通过脉冲展宽装置轴向拉伸,然后通过三个短磁透镜组成的成像系统成像到微通道板上。当相机成像倍率为1∶1时,电子脉冲发射位置在PC面直径15 mm范围内,相机的空间分辨率大于10 lp/mm。最后研究了相机空间分辨率与电子脉冲的发射位置、PC偏置电压、短磁透镜数量之间的关系,结果显示,空间分辨率与电子脉冲的发射位置、PC偏置电压、短磁透镜数量正相关。

关键词：成像系统惯性约束聚变分幅相机脉冲展宽空间分辨率