当前位置:主页 > 理工论文 > 核科学论文 >

托卡马克高速光谱探测技术研究

发布时间:2020-05-17 09:50
【摘要】:光谱诊断是研究聚变等离子体中离子行为的主要方法。近年来随着托卡马克等离子体湍流和MHD研究的深入,相应过程中离子行为(离子温度、旋转速度及杂质辐射等)的快速变化越来越受到关注,因而高速光谱诊断的需求越来越迫切。基于EAST装置UF-CXRS诊断系统,本文系统分析了光电探测系统中各部分的设计方法,研制了一套光电探测系统使其时间分辨率达到微秒量级。本文为EAST装置上的高速电荷复合交换光谱诊断系统设计并制作了一套高时间分辨率的光电探测系统。以进入探测器的光子通量估算结果为依据,参考各种探测器的工作特性,选用了光电倍增管作为系统的探测器。用数学模型分析了光电倍增管输出信号、噪声与光子通量的关系。详细分析跨阻电路工作特性以及输出噪声,将其分别与电压放大电路、有源滤波电路以及频率补偿电路相结合组成三种信号处理电路方案。经过仿真分析、实验测试,跨阻电路与有源滤波电路结合的电路方案削弱了信号中的高频噪声,保证输出信号有较好的信噪比。经过测试,该套探测系统时间分辨率达到2.5μs,可探测光子通量下限为10~7ph/s,满足光谱系统的参数需求。以此探测系统为基础,将其应用于J-TEXT装置的光谱诊断系统上,提高了系统的时间分辨率,通过CV辐射有效监测到等离子体中MHD活动。
【图文】:

变化曲线,光子通量,探测器,噪声


电探测器选择章中已经介绍了常用的光电探测器的原理、噪声以及工作特性系统要求高时间分辨率,CCD 探测器时间响应速度不能满足算得到的光子通量,,光电二极管与 C-MOS 探测器光强的探测,APD 与 PMT 较为合适的探测器。文献[32]为了设计高速束探测器,在光信号波长 656.1nm、系统带宽为 1MHz 条件下,崩光电二极管与光电倍增管三种探测器的输出信号噪声的模型不同的光子通量下,输出信号的噪声/信号的变化曲线,如图低于85 10 phs s时,光电倍增管有较好的信噪比。同时根据 ,二者都需要高电压,但是 APD 的增益与噪声对温度敏感,却装置保证 APD 工作在较低的温度环境中。所以,对于这一套选择光电倍增管作为系统的探测器。

跨阻,幅频特性,电路


图 3.16 跨阻电路幅频特性图 3.17 跨阻电路单位阶跃响应(方波频率 500kHz)3.2.3 信号处理电路分析设计对于已经设计完成的跨阻电路,当光电倍增管输出电流小于 10μA 时,输出电
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TL631.24

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李冠楠;陈兆兵;庄昕宇;;基于可靠性分配的小型光电探测系统设计[J];中小企业管理与科技(中旬刊);2015年11期

2 苏晓丹;;舰艇光电探测系统发展[J];飞航导弹;2014年12期

3 蒋鸿旺;水下光电探测系统现状与发展[J];激光与红外;1999年03期

4 蒋鸿旺;火眼金睛舰载光电探测系统[J];现代舰船;2004年01期

5 王诚;闯家亮;李江勇;杨百剑;严子奕;;机载光电探测系统二级稳定控制分析[J];激光与红外;2019年04期

6 李朝晖,陈明;现代机载光电探测系统的性能验证技术[J];红外技术;2003年05期

7 罗长洲,胡晓东,高立民,谷林,郑黎,陈良益;光电探测系统温度自动补偿技术[J];应用光学;2003年01期

8 王领;吴利荣;刘小军;轩永波;边江楠;;基于双方态势的机载光电探测系统的能力研究[J];飞控与探测;2018年03期

9 宋悦;时yN瑜;于劲松;唐荻音;陶飞;;基于数字孪生的光电探测系统性能预测[J];计算机集成制造系统;2019年06期

10 赵妙娟;车宏;;军用光电系统作用距离分析[J];红外与激光工程;2008年S2期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 胡孟春;叶文英;唐正元;杨洪琼;;一种提高光电探测系统测量上限的方法[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年

2 刘增;;基于机载光电探测系统的地面目标模拟研究[A];2011航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年

3 方强;汪子午;谭玉山;;光电探测系统特性对电子散斑干涉计量的影响[A];第四届全国光电技术与系统学术会议论文集[C];1991年

4 朱耆祥;毛羽国;袁家虎;高晓东;;CCD光电探测系统对动态目标的探测研究[A];第四届全国光电技术与系统学术会议论文集[C];1991年

5 王新元;王玲琴;;机载光电探测系统的地面仿真与性能评估[A];二○○一年中国系统仿真学会学术年会论文集[C];2001年

6 赵妙娟;车宏;;军用光电系统作用距离分析[A];第二届红外成像系统仿真测试与评价技术研讨会论文集[C];2008年

7 宋瑛林;;激光防护技术新进展[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(C 激光技术与应用专题)[C];2006年

8 张超;杨智慧;姜维维;马勇辉;;基于VPX总线的光电信息处理系统设计[A];“广东省光学学会2013年学术交流大会”暨“粤港台光学界产学研合作交流大会”会议手册论文集[C];2013年

9 范晋祥;;军用机载光电探测系统发展动向分析[A];2016年红外、遥感技术与应用研讨会暨交叉学科论坛论文集[C];2016年

10 曲宙;徐海峰;张洪涛;;浅谈激光防护装备[A];低碳经济与科学发展——吉林省第六届科学技术学术年会论文集[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 周晓尧;光电探测系统目标定位误差分析与修正问题研究[D];国防科学技术大学;2011年

2 王敏;复杂背景下的空间目标自动识别技术[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2017年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张巍巍;托卡马克高速光谱探测技术研究[D];华中科技大学;2019年

2 李宝s

本文编号:2668336


资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/2668336.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户64492***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com