远紫外光子计数成像读出系统算法设计
[Abstract]:Gas glow and aurora are important natural luminescence phenomena occurring in the earth's ionosphere. Their generation is closely related to the intensity of solar activity and geomagnetic activity. The density, temperature and variation of ionospheric ions and neutral particles in the ionosphere can be determined by detecting the far ultraviolet band of the gas and aurora, which provides a basis for the study of energy transfer and conversion between the magnetosphere and the ionospheric thermosphere. The information of far ultraviolet radiation is almost independent of the earth's radiation background and has become an ideal method for the daily monitoring of ionospheric parameters. The far ultraviolet radiation of aurora is a weak light signal. The use of photon counting technology to detect weak optical signals has many advantages over other analog detection methods, such as good anti-drift, high sensitivity, high signal-to-noise ratio. Better time stability, etc. Two-dimensional detector based on microchannel plate is an ideal single-photon imaging detector for weak gas luminescence detection. The detector converts incident photon into photoelectron by photocathode of cesium iodide, and multiplies the photoelectron to form electron cloud through microchannel plate. The electron cloud emitted from the microchannel plate retains the original photon position information and collects the charge through the anode and calculates the photon position in the electronic readout circuit so as to realize the detection of the two-dimensional image signal. Based on the current research situation at home and abroad, the research is carried out around the far ultraviolet light counting imaging detector. The main work is as follows: (1) using LabVIEW to write the software of host computer, the acquisition of data is accomplished by controlling FPGA. Transmission and imaging, and the detector's dark count, the maximum counting rate and other performance indicators are tested and analyzed. (2) for the imaging distortion of the detector, a polynomial correction algorithm is designed. Using C language to write dynamic link library to realize the correction algorithm for the host computer software call, and through the experiment to verify the feasibility of the algorithm. (3) based on the digital instrument NI5105 to build the detector high-speed signal acquisition system, The analog voltage signal of the front-end electronic readout circuit is collected, and the collected data are detected by waveform identification, position decoding and counting imaging. Finally, the maximum counting rate of the detector is tested. The reason of limiting the maximum counting rate of the detector is analyzed.
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P352.7
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,本文编号:2139654
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