基于EBCCD飞秒条纹相机的理论与实验研究

发布时间：2017-12-18 14:22

  本文关键词：基于EBCCD飞秒条纹相机的理论与实验研究

  更多相关文章： 行波偏转器 电子轰击式CCD 飞秒条纹相机 时间分辨率 空间分辨率

【摘要】：自然界及科学实验研究中存在很多超快现象,飞秒条纹相机因其具备超高时间分辨能力而成为分析超快现象的重要工具。为了更深刻的认识超快现象满足对超快诊断的进一步要求,需要提高条纹相机系统的时间空间分辨率特性,为此本文设计并研制了基于电子轰击式CCD的飞秒条纹相机。本文在介绍条纹相机工作原理及条纹变像管电子光学规律的基础上,全面分析了影响条纹变像管时间空间分辨率特性的主要因素,得到了条纹变像管的阴极到栅网之间、聚焦系统、偏转系统和漂移区的渡越时间弥散,以及空间电荷效应导致的时间展宽。通过统计分析电子在荧光屏上的分布规律,计算其点扩展函数和调制传递函数,可以得出条纹管时空分辨率的理论值,为条纹相机的改进及实验标定提供理论及评价依据。研究的具体内容及结果如下：介绍了背照式CCD的结构和工作原理,进而引入了电子轰击式CCD(EBCCD)的概念。比较了像增强CCD(ICCD)和EBCCD的成像过程,以突出EBCCD在成像过程中的优越性能。为提高条纹相机的时间及空间分辨率,在条纹相机的光学设计中使用EBCCD来代替原来的ICCD,并采用行波偏转器前置短磁聚焦飞秒条纹变像管管型,构成电子轰击式读出飞秒条纹变像管的整机结构。本文优化设计了行波偏转器,改善了偏转系统的偏转灵敏度,优化设计了阴极结构,重新制作了厚度更小的新阴极。搭建了飞秒条纹相机系统的测试平台,包括钛蓝宝石自锁模飞秒激光器、马赫.曾德尔(M-Z)干涉仪、飞秒条纹相机、真空系统、高压供电系统、以及自相关仪。对基于EBCCD新型飞秒条纹相机进行性能测试。实验结果表明,条纹相机静态空间分辨率至少达到35 lp/mm,偏转电压从-552 V至402 V,有效范围达到954 V,偏转灵敏度为41 mm/kV,开关效率最低可达62.5%以上。动态空间分辨率达到25 lp/mm,扫描速度可达8 pix/ps,动态时间分辨率达到2 ps。
【学位授予单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB852.1

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 成铎,王国志;飞秒全息成像技术研究[J];光学精密工程;1996年05期

2 贾亚青,梁艳梅,王明伟,朱晓农;高分辨飞秒光学相干断层成像系统[J];光电子·激光;2005年04期

3 白玉林;;测时精度达到飞秒级[J];科学世界;2005年06期

4 田进寿;白永林;刘百玉;欧阳娴;白晓红;杨文正;王琛;;飞秒条纹变相管的设计[J];光子学报;2006年12期

5 杨宏雷;尉昊峗;李岩;任利兵;张弘元;;飞秒光学频率梳高精度气体吸收光谱技术进展[J];光谱学与光谱分析;2014年02期

6 武腾飞;梁志国;严家骅;张大鹏;;基于飞秒光学频率梳的双通道光频测量设计[J];计测技术;2011年06期

7 吴学健;李岩;尉昊峗;张继涛;;飞秒光学频率梳在精密测量中的应用[J];激光与光电子学进展;2012年03期

8 刘钟馨;宋宏伟;郑著宏;;飞秒激光诱导金纳米球壳形貌变化[J];稀有金属材料与工程;2009年12期

9 苏亚辉;汪金礼;杨亮;李家文;黄文浩;;飞秒激光全息并行加工中的多焦点均一性[J];光学精密工程;2013年08期

10 武腾飞;梁志国;严家骅;张大鹏;;飞秒光学频率梳测距技术的研究进展[J];计测技术;2011年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 龚旗煌;;北京大学飞秒科学研究工作汇报[A];2004年全国强场激光物理会议论文集（一）[C];2004年

2 罗乐;李呈德;王丹翎;蒋红兵;杨宏;夏宗炬;龚旗煌;;飞秒强激光微爆炸及微结构制备[A];Strong Field Laser Physics--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];2000年

3 余玮;;飞秒强激光与等离子体相互作用的解析方法[A];Strong Field Laser Physics--Proceedings of CCAST(World Laboratory) Workshop[C];2002年

4 王艳艳;韩蒙;孙辉;任秋实;Josef Bille;;利用二次谐波成像技术研究经飞秒激光切削后角膜变化[A];上海市激光学会2005年学术年会论文集[C];2005年

5 周大伟;杨爱英;刘星洋;戴少阳;齐向晖;周小计;陈徐宗;;光纤飞秒光梳研究进展[A];全国光电子与量子电子学技术大会论文集[C];2011年

6 刘峰;陈黎明;林晓宣;刘峰;马景龙;李润泽;李玉同;王兆华;魏志义;张杰;;飞秒超短超强激光在氩团簇中的等离子体通道自导引传输[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年

7 曾小明;朱启华;魏晓峰;黄小军;王逍;王晓东;周凯南;王方;刘兰琴;谢旭东;郭仪;;飞秒光参量产生和放大实验[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年

8 韩海年;王延辉;魏志义;沈乃o，

本文编号：1304493