變像管是一種具有高時空分辨能力、寬光譜響應、大動態(tài)范圍和高探測靈敏度的真空電子器件,是研究超快現(xiàn)象不可或缺的診斷工具。自1934年第一只紅外變像管誕生以來,掃描變像管理論和技術已取得長足的進展,其時間分辨能力已經(jīng)達到飛秒量級,為人們研究激光聚變等超快現(xiàn)象提供了有力的技術支持。在激光聚變研究中,通過測量核爆瞬間所釋放的X射線輻射的時間和空間分布,可以獲得聚爆過程的基本信息和特征參數(shù),這對人們了解和掌握聚變過程非常重要。隨著對激光聚變技術的深入研究,國際上提出了快點火技術。這種技術可以用較低能量的激光實現(xiàn)點火,是一種高增益的激光聚變技術,但其對點火環(huán)節(jié)在時間上的精密同步要求較高,給診斷技術提出了更高的時間分辨要求,要求變像管相機能實現(xiàn)飛秒級的時間分辨。上世紀80年代人們就研制出了在可見光波段能實現(xiàn)飛秒時間分辨的掃描變像管,但是由于其動態(tài)范圍太小,無法滿足實際應用的需求。掃描變像管的動態(tài)范圍和時間分辨是一對相互矛盾的統(tǒng)一體,實現(xiàn)高的時間分辨就會降低動態(tài)范圍,擴大動態(tài)范圍就不能得到高的時間分辨。本文研究的主要內(nèi)容即設計一種新型的掃描變像管,能夠在實現(xiàn)飛秒級時間分辨的同時具有相當大的動態(tài)范圍,使... 

【文章來源】：深圳大學廣東省

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 研究主要內(nèi)容
    1.4 論文的結構
第2章 掃描變像管原理
    2.1 掃描變像管的基本結構及工作原理
    2.2 掃描變像管電子光學聚焦系統(tǒng)
        2.2.1 近貼式聚焦系統(tǒng)
        2.2.2 旋轉對稱式聚焦系統(tǒng)
        2.2.3 平面對稱式聚焦系統(tǒng)
    2.3 掃描變像管電子偏轉系統(tǒng)
    2.4 光電陰極
    2.5 熒光屏
    2.6 小結
第3章 平面聚焦掃描變像管電子光學系統(tǒng)設計
    3.1 電子光學理論
        3.1.1 靜電場的表達形式
        3.1.2 電子運動方程與電子軌跡方程
        3.1.3 電子軌跡方程的簡化形式
    3.2 電場的數(shù)值求解方法
        3.2.1 有限差分法
        3.2.2 有限元素法
        3.2.3 電荷密度法
    3.3 電子運動軌跡的數(shù)值求解方法
        3.3.1 電子運動方程的求解
        3.3.2 電子軌跡方程的求解
    3.4 平面聚焦掃描變像管設計
        3.4.0 編程平臺
        3.4.1 掃描變像管模型
        3.4.2 掃描變像管模型的計算
        3.4.3 時間步長的設置
    3.5 平面聚集掃描變像管的時間響應特性
        3.5.1 陰柵之間的渡越時間彌散
        3.5.2 聚焦區(qū)的渡越時間彌散
        3.5.3 偏轉區(qū)的渡越時間彌散
        3.5.4 偏轉后漂移區(qū)的渡越時間彌散
        3.5.5 時間特性的評價工具
    3.6 設計結果
        3.6.1 系統(tǒng)的空間特性
        3.6.2 系統(tǒng)的時間特性
        3.6.3 陰柵結構的改進
        3.6.4 掃描速度的確定
        3.6.5 系統(tǒng)的動態(tài)范圍
    3.7 小結
第4章 平面聚焦掃描變像管電子偏轉系統(tǒng)設計
    4.1 掃描電壓產(chǎn)生電路
        4.1.1 PN結的擊穿現(xiàn)象
        4.1.2 晶體管的雪崩擊穿特性
        4.1.3 快速高壓脈沖產(chǎn)生原理
        4.1.4 掃描脈沖產(chǎn)生電路
    4.2 偏轉器設計
        4.2.1 行波偏轉器設計理論
        4.2.2 行波偏轉器的設計過程
        4.2.3 行波偏轉器的設計平臺
        4.2.4 行波偏轉器的仿真結果
第5章 平面聚焦掃描變像管的實驗研究
    5.1 平面聚焦掃描變像管的研制
        5.1.1 光電陰極的制作
        5.1.2 熒光屏的制作
        5.1.3 掃描變像管的裝配
    5.2 測試平臺的搭建
        5.2.1 測試光源
        5.2.2 圖像讀出系統(tǒng)
        5.2.3 電路控制部分
        5.2.4 靜態(tài)測試平臺
        5.2.5 動態(tài)測試平臺
    5.3 測試結果及分析
        5.3.1 靜態(tài)空間特性測量
        5.3.2 放大倍率測量
        5.3.3 偏轉靈敏度測量
        5.3.4 動態(tài)空間特性測量
        5.3.5 時間分辨率測量
    5.4 實驗結果分析與對比
    5.5 小結
第6章 總結與展望
參考文獻
致謝
攻讀博士學位期間的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]螺旋線慢波結構特性研究與應用設計[D]. 張雍.蘭州大學 2010



本文編號：2970063