柳雪玲 田进寿 田丽萍 陈萍 张敏睿 薛彦华 李亚晖 方玉熳 徐向晏 刘百玉 缑永胜

1) (中国科学院西安光学精密机械研究所,瞬态光学与光子技术国家重点实验室,超快诊断技术重点实验室,西安 710119)

2) (中国科学院大学,北京 100049)

3) (金陵科技学院,网络与通信工程学院,南京 211169)

4) (山西大学极端光学协同创新中心,太原 030006)

设计了一种高时空分辨率、高偏转灵敏度的同步扫描条纹管.采用降低阴极与阳极之间电压、增大等位区长度的方法提高了条纹管的偏转灵敏度.采用在阴极后引入超精细栅网、合理设计六电极静电聚焦系统上各个电极所加电压以及将电子束交叉点设计到偏转板入口处的方法,降低了时间畸变和时间弥散,提高了条纹管的时空分辨率.7000 V 工作电压下的模拟结果显示:在阴极有效尺寸10 mm × 4 mm 内,该条纹管的物理时间分辨率优于1.83 ps @MTF=10%,阴极静态空间分辨率优于38 lp/mm @MTF=10%,偏转灵敏度为125 mm/kV;在250 MHz 同步扫描频率下的动态空间分辨率优于16 lp/mm,极限时间分辨率为1.39 ps;在10 mm × 20 μm 阴极狭缝脉冲下得到的同步扫描时间分辨率优于2.3 ps.此外,实验测试结果显示:该条纹管阴极中心的静态空间分辨率为40 lp/mm,在75 MHz 同步扫描频率下测得的时间分辨率为5.55 ps.

1 引言

根据应用场景的不同,条纹相机的扫描模式可以分为单次扫描、重复扫描、双扫描以及同步扫描[1,2].单次扫描条纹相机通常用于记录信号强度相对较强的超快过程,但实际应用中有时待测光信号的强度非常微弱,单次扫描结果已无法达……