严维鹏,李斌康,姚志明,马继明,段宝军,宋顾周,宋 岩

(强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室;西北核技术研究所:西安 710024)

作为超高速图像采集的开关和像增强器件,双近贴MCP 像增强器广泛应用于高速图像诊断领域,如高能粒子及等离子体等测量实验[1]。MCP像增强器的工作原理为:首先,图像成像在光纤面板的外表面;其次,通过纤维丝传输到光电阴极膜层,通过光电发射将输入图像转变为电子图像;最后,经MCP的电子倍增和荧光屏的亮度转换,实现亮度增强[2-5]。

当MCP像增强器曝光时间较长时,光快门宽度与加电快门宽度基本相同;但若曝光时间为几纳秒时,实际光快门宽度与加电快门宽度之间会有较大的差异[6]。主要是因为像增强器的阴极面有较大的面电阻,且阴极与MCP 输入面之间存在级间电容和电感,因此,在开门过程中,电流在光阴极上的传输方向为边沿到中心,而在关门过程电流从边沿逐渐衰减,直到阴极中心电压为0[7-10]。因此,MCP像增强器开关门时间响应会对图像强度分布产生影响,本文实验测量了MCP 像增强器的开关门时间响应,并通过理论模拟和实验对比的方法定量分析了开关门过程时间响应对图像强度空间分布的影响。

1 实验与结果

图1为实验布局示意图。脉冲信号源输出一路信号用作触发脉冲激光器工作,发出脉宽为100 ps、波长为420 nm 的激光,经扩束后均匀照射到MCP像增强器阴极面上;另一方面,信号源触发快门后输出信号给像增强器开门,并记录开门时间内接收的激光,最后由高速相机成像,输出图像给计算机。……