Conveners
第二分会场（RBS4）
- 常青 封 (中国科学技术大学)
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博文 杨 (成都理工大学)16/07/2024, 16:00电子学
4πγ电离室微弱电流测量系统的研制
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杨博文 胡传皓 任席 陈福权 李丹... -
彦玲 赖 (中国科学院高能物理研究所)16/07/2024, 16:15电子学
本文对于中国散裂中子源二期谱仪的3He管探测器前端读出电子学进行了探究。中国散裂中子源二期谱仪升级，3He管探测器几乎全部在真空下工作，对于读出电子学提出了更高的要求。传统读出电子学在真空外运行，需要大量穿接线缆，设计复杂的机械结构达到散热目的。最佳方案是将读出电子学和3He管探测器一同放置于真空中运行，可大幅简化真空中读出系统。然而在真空中电子学散热效率低，传统方法采用通风管等方式散热，结构复杂，成本高，因此需要尽可能降低电子学运行功耗。为解决上述问题，本文介绍了一种能够在真空下工作的低功耗3He管探测器前端读出电子学工程样机设计，其无需复杂的主动散热措施就可以与探测器一起在真空中工作，再通过极少数电缆或者光纤将数据传输到真空腔外，这可以大幅简化系统的复杂度。通过实验验证，该工程样机运行性能稳定，功耗低。这一电子学系统工程样机的研制将为二期谱仪3He管探测器读出电子学的工程应用提供...
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楠 李 (山东大学)16/07/2024, 16:30电子学
直流超导量子干涉仪（DC-SQUID）作为一种低噪声前放，利用磁通锁定的原理线性放大信号，广泛应用于超导边沿探测器（TES）信号的低温读出。为了分析信号，低温放大的信号需要在室温端进一步放大。本工作中，介绍了可以用于TES信号读出的多级串联SQUID阵列（SSA）设计，基于TES读出需求我们设计了一套适用于SSA的低噪声室温读出电子学。室温电子学除了进一步放大读出SSA的低温信号，还为SSA提供磁通反馈回路实现磁通锁定，以及SQUID工作需要的偏置电流、磁通输入信号。我们在4K脉管制冷机中，基于研制的室温电子学提供偏置电流、输入和反馈磁通，实现了磁通锁定放大。我们测试了SSA在不同偏置电流下的超导特性以及磁通响应。得到SQUID临界电流IC、SQUID磁通互感系数M，符合器件设计预期。最后对磁通锁定后系统的噪声成分进行了分析，为下一步系统优化给出了参考。
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松松 汤 (University of Science and Technology of China)16/07/2024, 16:45电子学
微结构气体（Micromegas）探测器作为一种气体探测器，以其高位置分辨率、高计数率和高增益等优点，在超低本底α、β测量、宇宙线μ子成像和中子测量等多种辐射监测领域显示出巨大的应用潜力。Micromegas探测器的高位置分辨率得益于其精密的微结构设计，使其能够精确测量粒子的径迹和能量沉积。高计数率的特点使其能够在高粒子流环境中有效运行，而高增益则确保了对弱信号的可靠探测。
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为了充分发挥Micromegas这类探测器的优点，作者团队专注于多通道、高动态范围和高性能数据读出电子学的设计与研制。通过开发一套128通道通用电子学结构，团队实现了高效的数据收集和处理。该系统通过128路分离器件电荷灵敏前置放大器和全差分运算放大器，将信号送入12bit多通道高速模拟数字转换器（ADC）进行波形数字化。接着，数字信号通过JESD204B高速串行接口送入现场可编程门阵列（FPGA）进行进一步处理... -
席 任 (成都理工大学)16/07/2024, 17:00电子学
由于APD与CsI(Tl)的发光光谱更加匹配，具备获取更佳能谱测量效果的能力，因此可取代PMT和SiPM成为高能量分辨率CsI(Tl)测量系统中较优异的光电转换器。当前，国内外对大面积APD与CsI(Tl)晶体耦合的研究主要从光学耦合、读出电路和整形放大器等方面分析了对能谱测量系统性能的影响。但是，大面积APD具有远小于PMT和SiPM的内部增益、较大的结电容、较高的过量噪声等缺点，使得有效信号读出困难；与此同时，CsI(Tl)晶体的发光衰减时间较长，易产生脉冲堆积和基线漂移，降低了通过率和分辨率。而现有对CsI(Tl)耦合大面积APD的能谱测量系统的研究，未能针对上述问题提出解决方法。
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因此，本文从前置读出电路、数字处理算法两方面开展改进方法的研究，并完成了高性能CsI(Tl)耦合大面积APD的能谱测量系统的研制。该系统具有以下显著特点：设计了Multi-JFET结构的前置读出电... -
Dr 静奎 贺 (中山大学中法核工程与技术学院)16/07/2024, 17:15电子学
硅漂移探测器（SDD）在X射线荧光光谱分析、同步辐射、粒子物理实验等领域具有广泛的应用。SDD信号采集电路对系统性能起着关键作用。本文制了基于现场可编程门阵列（FPGA）的数字多道，可接两路SDD探测器，具有高压可调、增益可调、温度自动控制等功能，和上位机通过以太网通讯。数字化脉冲处理采用梯形滤波算法，可对阶跃脉冲、单指数衰减脉冲和双指数衰减脉冲等不同输入信号进行成型，具备基线恢复、堆积弃判等功能。采用KETEK的SDD探头（VIAMP-KC 3.0 H20）进行实际测试，在1us达峰时间条件下，5.9 keV射线的能量分辨率为125.8 eV @ 10 kcps和129.8 eV @ 100kcps。在高计数率条件下，脉冲的堆积和基线漂移，会降低能量分辨率，后续将进一步优化算法以改善高计数率下的能量分辨率。
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守龙 吝 (China Institute of Atomic Energy)16/07/2024, 17:30电子学
宇宙线缪子成像技术利用缪子穿过不同物质的透射或散射特性反映目标的内部结构信息，是一种无源，无损的检测方式，在重核物质检测、建筑结构检测和地质勘察中有着应用潜力。
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研究搭建了一套基于塑料闪烁体条的缪子成像装置，使用硅光电倍增管（SiPM）进行闪烁光采集。基于FPGA线性放电法使用FPGA芯片，放大器芯片和分立电容电阻构建了一个大输入动态范围的64通道紧凑型电荷数字化系统，使用FPGA开发板和数据接收板构建了一个数据采集系统，整个电子学系统可以进行最高1024通道的数据采集。
为了降低噪声和环境本底的影响，提高有效事例率，使用FPGA进行了事例符合，在电子学端对数据进行在线预处理。分析了缪子事件在电子学系统的延迟时间，由于FPGA线性放电法的不同大小信号数据输出延迟时间不同，在电荷数字化系统FPGA中设置固定时间输出。在数据采集系统FPGA中集成了时间窗事例符合模块，根据数据到达时间... -
凯 王电子学
本文主要第四代同步辐射光源的束流稳定监视器电流采集和进行了设计研监测系统进行了设计研究。由于随着第四代同步辐射光源的小尺寸光束精度和高精度实验时间进一步提高，束流稳定性作为制约第四代光源实验的主要因素之一，高精度的束流位置监测又为束流稳定系统当中的重中之重。本项目主要针对X射线束流稳定系统中的基于四象限型金刚石位置灵敏探测器所产生的携带有位置信息微弱电流信号进行高频率高精度数据采集。本文主要通过研究高阻型I-V微弱电流检测理论，设计pA级微弱电流转换放大电路，实现大动态多量程的四通道微弱电流的快速转换和同步收集，最高精度可达pA量级。后端将所收集的位置信号转发至束稳系统的核心控制板实现束流位置精算以及引入反馈控制。电路采用ADI公司具有极低输入偏置电流预算放大器ADA4530-1完成前端电路搭建。针对整体的电路测量系统进行带宽仿真分析，对于10G反馈电阻的寄生电容大约100fF，仿真...
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