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中子闪烁探测器前端电子学的抗饱和改进

强激光与粒子束 2009年第2期21卷 291-296页

作者：李锋江晓林成生陈炼梁福田金革中国科学技术大学安徽省物理电子学重点实验室合肥230026

ICF实验会产生大量X射线和γ射线,其在光电倍增管(PMT)中产生的脉冲信号过大,导致前端电子学电路饱和,严重影响电路的正常工作和中子飞行时间的测量。结合前端电子学系统的结构,对电路饱和的原因进行了深入分析,提出了非线性抗饱和电路... 详细信息

ICF实验会产生大量X射线和γ射线,其在光电倍增管(PMT)中产生的脉冲信号过大,导致前端电子学电路饱和,严重影响电路的正常工作和中子飞行时间的测量。结合前端电子学系统的结构,对电路饱和的原因进行了深入分析,提出了非线性抗饱和电路改进方案,并进行了仿真和实验研究。仿真结果表明,该设计方案能够大幅衰减大信号而确保小信号的通过,信号通过后电路基线能在35 ns内恢复;电路的实测结果与仿真结果基本相同。这表明:采取的方案简洁有效,能够确保输入高达数十V脉冲的情况下电路的正常工作。目前这一电路已经得到应用,并将安装在某大型激光原型的大阵列中子探测器上。

关键词： ICF 前端电子学抗饱和闪烁探测器

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基于球谱仪的中子剂量率仪设计

核技术 2015年第1期38卷 50-54页

作者：陈炼梁福田王宝琛金革核探测与核电子学国家重点实验室中国科学技术大学合肥230026

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... 详细信息

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。

关键词：中子剂量率仪位置灵敏计数器电荷分配法数字脉冲处理

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ICF中子探测器与前端电子学配接技术分析

核电子学与探测技术 2010年第5期30卷 703-707页

作者：陈炼李锋江晓梁福田金革安徽省物理电子学重点实验室中国科学技术大学合肥230026

ICF实验中,为避免中子辐射损伤电子学设备,电子学设备与探测器之间需有一定距离,因此必须考虑长距离传输对信号的影响。实验中X射线产生的信号高达50 V,次级中子产生的信号低于1V,而两者之间的时间间隔仅为百ns量级。因此由大幅度脉冲... 详细信息

ICF实验中,为避免中子辐射损伤电子学设备,电子学设备与探测器之间需有一定距离,因此必须考虑长距离传输对信号的影响。实验中X射线产生的信号高达50 V,次级中子产生的信号低于1V,而两者之间的时间间隔仅为百ns量级。因此由大幅度脉冲信号造成的信号反射、饱和、过冲,都可能会影响中子信号的测量。针对ICF实验中信号的长距离传输和接收问题,通过深入分析,确定了传输线和前端电子学各器件的选型。实验研究结果表明:该接收电路能对信号进行较好的接收,确保大幅度信号不会影响次级中子信号的测量。

关键词： ICF 传输线抗饱和匹配交流耦合

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大气环境监测激光雷达数据采集系统

核电子学与探测技术 2011年第3期31卷 277-281页

作者：文斐梁福田夏龙生高昕金革安徽省物理电子学重点实验室中国科学技术大学合肥230026

为了提高大气环境监测激光雷达探测距离,提出了由光电倍增管和单光子计数器协同工作的方案。具体方法是由光电倍增管探测近距离强回波信号,由单光子计数器探测远距离弱回波信号,并通过多次结果累加来提高信噪比。按照差分吸收(DIAL)测... 详细信息

为了提高大气环境监测激光雷达探测距离,提出了由光电倍增管和单光子计数器协同工作的方案。具体方法是由光电倍增管探测近距离强回波信号,由单光子计数器探测远距离弱回波信号,并通过多次结果累加来提高信噪比。按照差分吸收(DIAL)测量技术要求设计并实现了双通道高速、高精度数据采集系统,系统基于FPGA设计,使用14 bitsADC进行信号采样,通过硬件逻辑实现了数据的实时采集,并通过USB2.0接口与计算机通信。实验表明,该系统有效提升了激光雷达探测距离,且采集速度快、时间和空间分辨率高,完全可以满足激光雷达数据采集的需要。

关键词：激光雷达数据采集 FPGA ADC USB Labwindow/CVI

An FPGA-Based Pulse Pile-up Rejection Technique for Photon Counting Imaging Detectors

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Chinese Physics Letters 2015年第3期32卷 26-29页

作者：胡坤李锋陈炼梁福田金革 State Key Laboratory of Particle Detection and Electronics University of Science and Technology of China Hefei 230026 Department of Modern Physics University of Science and Technology of China Hefei 230026 No.38 Research Institute China Electronics Technology Group Corporation Hefei 230088 Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale University of Science and Technology of China Hefei 230026

A novel FPGA-based pulse pile-up rejection method for single photon imaging detectors is reported. Tile method is easy to implement in FPGAs for real-time data processing. The rejection principle and entire design are introduced in detail. The photon counting imaging detector comprises a micro-channel plate （MCP） stack, and a wedge and strip anode （WSA）. The resolution mask pattern in front of the MCP can be reconstructed after data processing in the FPGA. For high count rates, the rejection design can effectively reduce the impact of the pulse pile-up on the image. The resolution can reach up to 140μm. The pulse pile-up rejection design can also be applied to high-energy physics and particle detection.

关键词： An FPGA-Based Pulse Pile-up Rejection Technique for Photon Counting Imaging Detectors

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激光雷达能见度仪数据采集系统的研制

红外与激光工程 2011年第1期40卷 52-56页

作者：文斐夏龙生梁福田董吉辉王庆琪金革中国科学技术大学近代物理系中国科学院核探测技术与核电子学重点实验室安徽合肥230026 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学重点实验室安徽合肥230031

目前的激光雷达能见度仪基本上都是靠通用数据采集卡进行数据采集,使用起来多有不便。针对这一现状,研制了一套适用于激光雷达能见度仪的专用数据采集系统。系统硬件基于FPGA设计,通过硬件逻辑实现计数、触发和数据存储。系统通过USB2.... 详细信息

目前的激光雷达能见度仪基本上都是靠通用数据采集卡进行数据采集,使用起来多有不便。针对这一现状,研制了一套适用于激光雷达能见度仪的专用数据采集系统。系统硬件基于FPGA设计,通过硬件逻辑实现计数、触发和数据存储。系统通过USB2.0高速接口与计算机连接,数据传输速度快、连接方便且支持热拔插。采集软件为采用LabWindows/CVI编写的可视化虚拟仪器,功能完善、操作简单。此外,该系统还具有体积小、功耗低、成本低廉等优点。经测试,采集数据准确率可达到99.803%,死时间仅为0.197 ns,与国外通用数据采集卡的数据一致性达到98.5%。测试结果表明:该数据采集系统可完全满足激光雷达能见度仪的采集需求。

关键词：激光雷达能见度数据采集 FPGA USB LabWindows/CVI

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16通道nTOF放大定时甄别器

核电子学与探测技术 2008年第4期28卷 767-769页

作者：李锋张岳华江晓梁福田金革安徽省物理电子学重点实验室中国科学技术大学合肥230026

本文介绍了一个用于ICF实验的中子飞行时间测量的16通道放大定时甄别器(ATD),其主要功能是将闪烁探测器输出的信号进行缓冲放大,并进行成形和时间甄别,送到后面的时间测量和幅度测量系统。

关键词： ICF 放大定时甄别器晃动

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基于无线局域网的多道脉冲幅度分析器

核电子学与探测技术 2014年第4期34卷 429-432页

作者：刘洪斌梁福田李锋金革核探测与核电子学国家重点实验室中国科学技术大学近代物理系合肥230026

介绍了一种基于无线局域网络技术的数字化多道脉冲幅度分析器的设计,根据无线局域网络的特性改进了能谱数据存储结构与传输算法,减小了多道系统的死时间。使用无线局域网技术将多道系统与上位机无线互联,可以实现远程核脉冲信号采集与分... 详细信息

介绍了一种基于无线局域网络技术的数字化多道脉冲幅度分析器的设计,根据无线局域网络的特性改进了能谱数据存储结构与传输算法,减小了多道系统的死时间。使用无线局域网技术将多道系统与上位机无线互联,可以实现远程核脉冲信号采集与分析,减少工作人员现场操作仪器所受的辐射剂量。

关键词：多道脉冲幅度分析无线局域网络信号采集

Post-processing Free Quantum Random Number Generator Based on Avalanche Photodiode Array

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Chinese Physics Letters 2016年第3期33卷 9-11页

作者：李杨廖胜凯梁福田沈奇梁昊彭承志 Shanghai Branch National Laboratory for Physical Sciences at Microscale and Department of Modern PhysicsUniversity of Science and Technology of China Shanghai Branch Chinese Academy of Sciences Center for Excellence and Synergetic Innovation Center in Quantum Information and Quantum PhysicsUniversity of Science and Technology of China

Quantum random number generators adopting single negligible dead time of avalanche photodiodes （APDs） photon detection have been restricted due to the non- We propose a new approach based on an APD array to improve the generation rate of random numbers significantly. This method compares the detectors＇ responses to consecutive optical pulses and generates the random sequence. We implement a demonstration experiment to show its simplicity, compactness and scalability. The generated numbers are proved to be unbiased, post-processing free, ready to use, and their randomness is verified by using the national institute of standard technology statistical test suite. The random bit generation efficiency is as high as 32.8% and the potential generation rate adopting the 32× 32 APD array is up to tens of Gbits/s.

关键词： of in it APD Post-processing Free Quantum Random Number Generator Based on Avalanche Photodiode Array is on for been that