在荧光分子断层图像重建过程中，对于生物组织体内具有相同光学参数、相同深度，但不同体积的荧光团，重建出的荧光团光学参数存在较大误差。提出了一种基于体积补偿的荧光分子断层图像重建算法。该算法利用改进的迭代自组织数据分析技术(ISODATA)，设计了初始聚类中心选择和初始期望聚类个数确定的方法，对预迭代的重建图像进行聚类分析。根据聚类得出的荧光团体积大小，设计了一种基于对数运算的体积权值系数计算方法，对重建的荧光光学参数进行非线性补偿。仿真实验结果表明，非线性补偿方法能够较好地修正因荧光团体积大小不一而造成的图像重建误差，显著提高重建图像的质量。

优化设计了一种大动态范围的X光条纹变像管。该管采用圆筒型电极结构，通过提高加速电压和优化电子光学系统来减小空间电荷效应的影响，并使用调制传递函数模拟了高压电子光学系统的时空特性。采用Au阴极和大动态微通道板(MCP)，以进一步扩大条纹变像管动态范围。采用NdYLF激光器平台和动态扫描电路对条纹变像管的性能进行了实验评价，激光器输出光脉冲宽度为8 ps，动态测试结果显示，该条纹变像管动态范围高于1000，时间分辨率优于14 ps，动态空间分辨率优于15 lp/mm。实验结果表明，该变像管性能达到设计要求，可基本满足超快诊断的需求，同时表明优化方向和设计方案是正确的。

Compared with the traditional image intensifier with phosphor screen readout, the photon-counting imaging detector with charge induction readout is more beneficial in several aspects (e.g., good imaging properties and time resolution) to astronomy, reconnaissance, bioluminescence, and materials research. However, the annealing temperature during the tube-making process can affect the properties of the Ge film, and consequently impair the performance of the detector. Therefore, the influence of annealing temperature on Ge film and on the detector is studied in order to determine the crucial parameters. The Ge films are prepared on ceramic and quartz glass by the use of an electron gun. They are analyzed by scanning electron microscope (SEM), high-resistance meter, and X-ray diffraction (XRD). The results show that the optimum substrate and annealing temperature are ceramic plate and 250 ℃, respectively.

在MgF2基片上,采用电子束蒸发镀膜法制备了掺锡氧化铟(ITO)导电基底,研究了充氧及退火对ITO薄膜电阻及紫外透射比的影响。并与传统的金属导电基底Au和Cr进行了性能比较。用光学显微镜、四探针测试仪、高阻计、X射线衍射仪(XRD)和分光光度计分别测试了薄膜的表面形貌、方块电阻、形态结构和190-800 nm波段范围内薄膜的透射比曲线,得到方块电阻为107 Ω左右时薄膜在200-400 nm波段内透射比的变化范围。实验结果表明,厚度相同时,充氧会增大ITO薄膜电阻;退火则会降低薄膜电阻并提高紫外透射比,薄膜结构由非晶态变为多晶态。方块电阻同为107 Ω时,在200-400 nm波段充氧退火后ITO薄膜的平均透射比比Au,Cr的高10%。

对研制出的楔条形阳极探测器进行了性能分析与实验测试，分析了引起成像畸变的三个重要因素：到达阳极的电子云半径大小、阳极的电容耦合效应和电子读出电路的性能.电子云半径的过大或过小会相应引起成像的 “S”畸变或调制畸变，电容耦合效应和电路噪音也均会引起成像的畸变.此外，测试了探测器的暗计数率、线性度以及空间分辨率等性能，同时分析了微通道板在光照情况下的增益特性和暗计数的一般特性及其产生原因.测试结果表明探测器的成像畸变很小、线性关系较好，空间分辨率优于150 μm，微通道板的暗计数率低于0.4 count/s*cm2.

利用电子束真空蒸镀方法制作了Ge薄膜,用作感应读出方式光子计数成像系统的电荷感应层,研究了石英玻璃衬底和陶瓷衬底上Ge薄膜的结构特征、表面形态以及各种工艺参数对薄膜电阻的影响。X射线衍射(XRD)测试表明,两种衬底上沉积的Ge薄膜均为立方相非晶态。场发射扫描电子显微镜(FESEM)图像表明石英玻璃衬底上的薄膜致密平整,陶瓷衬底上的薄膜比较粗糙,厚度较薄时,陶瓷晶界处薄膜不连续导致电阻较大。通过改变沉积速率、薄膜厚度及采用退火的方法可以控制薄膜电阻。对比了采用不同阻值电荷感应层时系统的性能,发现阻值对探测器的分辨率影响小,对计数率影响较大。

介绍了一种响应波长在120nm～200nm的紫外像增强器。它是采用CsI直接蒸镀在MCP上形成反射式光电阴极，用MgF₂作为输入窗口，光纤面板作为输出窗的真空光电器件。管型采用近贴聚焦结构，从而使得弥散和像差得以减小，具有高的量子效率和空间分辨率。在静态测试中，空间分辨率可以达到18lp／mm。该紫外像增强器可用于空间科学和天文观测领域。

报导了最新研制的30.4 nm极紫外成像探测器的实验研究结果。该探测器采用了楔条形阳极(WSA)、高增益V型级联微通道板组件、低噪声电子读出系统等先进技术,利用单光子计数成像技术在实验室成功获得了模拟图像。搭建了相应的实验系统,对探测器成像的线性度、空间分辨率、暗计数等性能进行了实验研究。结果表明,该探测器具有45 nm的有效面积,空间分辨率优于100 μm, 暗计数率低[0.4 count/(cm2·s)]、成像线性度好、结构简单等优点。

Single photon counting imaging technology has been widely used in space environment detection, astronomy observation, nuclear physics, and ultraweak bioluminescence. However, the distortion of the single photon counting image will badly affect the measurement results. Therefore, the correction of distortion for single photon counting image is very significant. Ultraviolet single photon imaging system with wedge and strip anode is introduced and the influence factor leading to image distortion is analyzed. To correct original distorted image, three different image correction methods, namely, the physical correction, the global correction, and the local correction, are applied. In addition, two parameters, i.e., the position index and the linearity index, are defined to evaluate the performance of the three methods. The results suggest that the correction methods can improve the quality of the initial image without losing gray information of each counting light spot. And the local correction can provide the best visual inspections and performance evaluation among the three methods.

改进了超快电子衍射系统发射部分的数值计算模型和处理方法,使得计算结果更加接近于实际发射情形.研究了阴极表面面型对超快电子衍射系统时间分辨率的影响,提出了改进超快电子衍射系统时间分辨率的一个思路,该思路对于超快电子枪的设计及提高系统时间分辨率具有一定的作用.