谈各向异性模块化程控各向异性聚焦条纹相机研制

论文导读：国外测控系统的探讨近况13-141.2.3国内测控系统的探讨近况141.3课题探讨的作用14-151.4本论文的探讨内容15-18第二章各向异性聚焦条纹变像管电子光学系统设计18-302.1各向异性聚焦条纹变像管总体结构概述18-202.1.1光电阴极192.1.2电子光学聚焦192.1.3偏转系统19-202.2各向异性聚焦条纹变像管论述探讨202.3各向异
摘要：在惯性约束核聚变（Inertial Confinement Fusion-ICF）探讨中，主要诊断对象的特点是：空间尺度小（~100μm）、演化快（~100ps）、物理量值跨度大（~104）、状态极端（高温~108K，高密度~200g/cm3）、强干扰、单次实验。在这些特点条件下，要求同时对多个重要特点物理量进行多维度的高分辨时空关联诊断。条纹相机或者被直接用来测量超短脉冲辐射的强度-时间波形，或者作为高时间分辨的记录设备和其它仪器如显微镜、光谱仪构成联合诊断设备，提供超快空间-强度-时间分辨或能谱-强度-时间诊断参数。惯性约束核聚变辐射时间、空间和能谱组合测量，对超快诊断技术的时空分辨、动态范围、智能化以及远程制约能力提出了更高的要求。通过采取各向异性聚焦及电四极透镜技术，设计出物理弥散达到0.38ps，边缘空间分辨力达到56lp/mm的新型条纹变像管。通过采取模块化程控系统实现对条纹相机高压输出、环境监测、扫描档位切换和相机工作方式选择。利用Nd:YLF（脉冲宽度8ps、波长263nm）脉冲激光器对相机的性能指标进行了标定，测得静态和动态空间分辨力分别为35lp/mm和25lp/mm，动态范围达到950:1，时间分辨力达到8ps，在扫描和狭缝方向可实现独立变倍，和KB显微镜耦合，便于对目标的空间分辨率进行灵活配置。和传统的条纹变像管相比，各向异性聚焦条纹相机性能（空间分辨率、动态范围以及时间分辨）有较大的提升，但该款条纹变像管的极限性能指标还远远没有挖掘出来，还需要进一步提升标定平台建设，标定该条纹变像管的极限时间分辨能力，以设计结果看，该条纹管的极限时间分辨能力应该在1ps左右甚至更高，动态范围的进一步标定，需配置大动态CCD、低噪声像增强器以及采取光电阴极制冷等措施，根据国外相似条纹变像管的测试结果看，该条纹变像管的动态范围至少应该在3700:1以上。同时还可加强光电阴极探讨，将各向异性聚焦条纹变像管的光谱响应以紫外、X光扩展到可见光甚至红外波段，并以该条纹管为核心器件，研制出工程化和商品化高性能的条纹相机。关键词：条纹变像管论文模块化论文远程制约论文调制传递函数论文各向异性聚焦论文
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Abstract6-10
第一章 绪论10-18

1.1 条纹相机基本原理及运用10-12

1.1 条纹相机基本原理10-11

1.2 条纹相机典型运用11-12

1.2 条纹相机系统性能探讨近况12-14

1.2.1 高时空分辨力和大动态范围条纹相机探讨近况12-13

1.2.2 国外测控系统的探讨近况13-14

1.2.3 国内测控系统的探讨近况14

1.3 课题探讨的作用14-15

1.4 本论文的探讨内容15-18

第二章 各向异性聚焦条纹变像管电子光学系统设计18-30

2.1 各向异性聚焦条纹变像管总体结构概述18-20

2.

1.1 光电阴极19

2.

1.2 电子光学聚焦19

2.

1.3 偏转系统19-20

2.2 各向异性聚焦条纹变像管论述探讨20

2.3 各向异性聚焦条纹变像管的设计历程20-22

2.4 各向异性聚焦条纹变像管的优化22-25

2.4.1 时间传递函数23-24

2.4.2 空间传递函数24-25

2.5 各向异性聚焦条纹变像管实验探讨25

2.6 各向异性聚焦条纹变像管的研制25-27

2.6.1 模样的研制25-26

2.6.2 初样的研制26-27

2.6.3 正样的研制27

2.7 本章小结27-30

第三章 各向异性聚焦条纹相机程控系统30-54

3.1 程控系统实现案例30-31

3.2 程控系统功能模块31-36

3.

2.1 高压电源制约模块31-33

3.

2.2 环境监测模块33-34

3.

2.3 扫描速度制约模块34-36

3.

2.4 工作方式制约模块36

3.3 程控系统硬件电路设计36-49

3.1 AD 转换电路37-39

3.2 DA 转换电路39-42

3.3 大气压力采集电路42-43

3.4 温湿度采集电路43-45

3.5 串口通信电路45-47

3.6 电源及复位电路47-49

3.4 PCB 板制论文导读：74.1.1高压制约电路板测试54-554.1.2环境监测模块测试55-564.1.3扫描速度制约板测试564.1.4工作方式制约板测试56-574.2条纹相机系统性能指标实验57-624.2.1静态空间分辨力57-594.2.2动态空间分辨力59-604.2.3动态范围60-614.2.4时间分辨力61-624.3本章小结62-64第五章总结和展望64-66

5.1全文总结64-652下一步

作与调试49

3.5 程控系统软件设计49-52

3.5.1 上位机程序设计49-50

3.5.2 下位机程序设计50-52

3.5.3 串口通信程序52

3.6 本章小结52-54

第四章 各向异性聚焦条纹相机系统性能实验54-64

4.1 模块化程控系统功能测试与浅析54-57

4.

1.1 高压制约电路板测试54-55

4.

1.2 环境监测模块测试55-56

4.

1.3 扫描速度制约板测试56

4.

1.4 工作方式制约板测试56-57

4.2 条纹相机系统性能指标实验57-62
4.

2.1 静态空间分辨力57-59

4.

2.2 动态空间分辨力59-60

4.

2.3 动态范围60-61

4.

2.4 时间分辨力61-62

4.3 本章小结62-64
第五章 总结和展望64-66

5.1 全文总结64-65

5.2 下一步工作设想65-66

参考文献66-70
攻读硕士学位期间发表论文及获奖情况70-72
致谢72