实现双盖格-米勒（Geiger-Müller，GM）计数管量程扩展测量的关键是双GM计数管量程切换控制技术，该技术可使探测器自动选择合适量程的GM计数管进行测量。但是由于两种不同测量量程的GM计数管存在性能差异，传统的将测量量程分成两个区域的方法会导致双GM计数管在量程交叠区域内线性拟合度较低。为了提高双GM计数管在测量量程交叠区域内的线性度，提出了一种量程控制测量方法。该方法将测量范围划分为低量程、中量程以及高量程三个区间，并且还可在三个测量量程之间进行快速自动切换，其中在中量程测量中，分别将两个GM计数管获得的数据进行加权处理。采用241Am源和60Co源进行双GM计数管探测器电路测试，初步测试结果表明：设计的双GM计数管探测器可实现在三个测量量程区间内快速自动切换。同时，双GM计数管在剂量率交叠区域1 000～10 000 μGy·h-1中的线性拟合度得到改进，使得在251～25 130 μGy·h-1的测试范围内，双GM计数管的测量线性度提高至0.999 1，有效地提高了双GM计数管的整体测量线性度。
双GM计数管 量程切换 交叠区域 Dual Geiger Miller counter tubes Range switch Overlapping region
1 安徽工程大学人工智能学院，安徽 芜湖 241000
2 安徽工程大学机械工程学院，安徽 芜湖 241000
为提升激光尘埃粒子计数器的计数准确率，基于匹配滤波器设计粒子计数器信号预处理方法。分析粒子信号的特征，通过归一化后累加的方法获得粒子的典型波形。以该典型信号作为匹配模板，将激光粒子尘埃计数的原始信号与匹配模板进行离散卷积操作，得到高信噪比的输出信号。试验结果表明，针对原始幅值在55~262 mV、噪声均方根值约为6.74 mV的粒子信号，经该匹配滤波方法后，信噪改善比均优于1.56。该方法对比数字滤波器方案，能更有效提升输出信号信噪比，为粒子的准确检测和识别提供良好基础。
激光粒子计数器 归一化 匹配滤波 信噪改善比 laser particle counter uniformization matched filter signal-to-noise improvement factor
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
电磁频谱是继陆、海、空、天、网之后的第六维作战空间, 并贯穿于其他五维空间的作战中。为有效应对电磁频谱空间的挑战和威胁, 美国**部提出了电磁频谱作战概念, 对未来作战样式乃至战争形态产生深远影响。本文从电磁频谱应用角度出发, 系统性介绍了美国**部对电磁频谱的应用现状和代表性工作。首先, 系统性梳理了电磁频谱的传统**应用, 如无线通信、雷达、信号情报、红外传感器、电子战、导航战；其次, 重点介绍了电磁频谱的新兴**应用, 如5G 通信、人工智能应用、激光通信、定向能**、反无人机系统以及新兴概念；最后, 总结了美国**部制定的电磁频谱战略和政策, 结合国内电磁频谱的发展水平, 提出了加强我国电磁频谱作战能力的对策建议。
电磁频谱 电子战 信号情报 定向能** 反无人机 应对策略 electromagnetic spectrum Electronic Warfare(EW) Signals Intelligence(SIGINT) directed-energy weapons counter-unmanned aircraft systems countermeasures 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(6): 703
杭州欣美成套电器制造有限公司， 杭州 311200
针对无源RFID低功耗的应用需求，基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺设计了一种低功耗CMOS温度传感器。该传感器首先基于双晶体管电路将温度信号转换为与之成正比的电压信号，并进一步转换为电流信号，然后通过振荡器电路转换为频率信号，最终经计数器后转换为与温度对应的二进制数字信号输出。仿真结果表明，在-20~100 ℃范围内传感器具有良好的线性度和温度精度，且传感器总功耗仅为1.05 μW，可满足无源RFID领域应用需求。
无源RFID CMOS温度传感器 谐振电路 计数器 passive RFID CMOS temperature sensor oscillating circuit counter
1 西安邮电大学 电子工程学院, 西安 710121
2 中国船舶集团公司第705研究所 水下信息与控制重点实验室, 西安 710119
为了提升无线光通信系统接收灵敏度, 采用一种基于改进基分类器系数的AdaBoost弱光信号检测算法, 解决多像素光子计数器(MPPC)在弱光条件下的信号检测问题。该算法采用k最近邻(KNN)为基分类器组建强分类器, 针对传统AdaBoost算法基分类器系数仅与错误率有关而产生冗余的基分类器消耗系统资源的问题, 提出一种基于错误和正确分类样本权重的基分类器系数优化AdaBoost算法(W-AdaBoost), 将信号解调问题转换为分类问题; 并采用波长450 nm半导体激光器、MPPC光电转换器件搭建了无线光通信系统。结果表明, 系统在通信速率为2 Mbit/s、误比特率为3.8×10-3时, 改进的W-AdaBoost-KNN算法较传统AdaBoost-KNN和单一KNN算法,灵敏度分别提升了1.6 dB和4.8 dB左右。此研究结果说明W-AdaBoost-KNN算法可提高弱光条件下的信号检测效率, 提升无线光通信系统接收灵敏度。
光通信 AdaBoost算法 多像素光子计数器 集成学习 信号检测 optical communication AdaBoost algorithm multi pixel photon counter ensemble learning signal detection
1 中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所 辐射防护与核应急 中国疾病预防控制中心重点实验室 北京 100088
2 太原市疾病预防控制中心 太原 030012
3 中核战略规划研究总院有限公司 北京 100048
通过建立以硫酸钡为载体共沉淀分离水中镭，液体闪烁计数法直接测量镭-226（226Ra）的方法，实现水中226Ra活度浓度的快速分析，并对方法不确定度进行评价。实验结果表明：该方法分析水中226Ra总效率为91.3%~98.5%，方法探测下限为0.01 Bq/L，相对扩展不确定度为7%（k=2），样品计数率和总效率引入的误差是水中226Ra不确定度的主要来源。该方法具有良好的精密度和准确度，适用于饮用水中226Ra的快速分析。
液体闪烁计数法 水 226Ra 不确定度 Liquid scintillation counter (LSC) Water sample 226Ra Uncertainty 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(2): 020701
上海交通大学 电子信息与电气工程学院, 上海 200240
针对目前商用光谱仪无法在极微弱光测量环境下实现光谱探测的问题, 提出一种基于单光子探测器阵列的光谱测量系统, 利用单光子探测器在极微弱光环境下的探测能力, 将虚像相位阵列(VIPA)和反射式衍射光栅构成的二维色散结构与单光子探测器阵列相结合, 并通过实验测试得出系统的二维分光效果、相对光谱透射比曲线以及单光子探测性能。实验结果表明: 该系统不仅灵敏度高, 还实现了0.006 nm的波长分辨率；与目前普遍采用的基于时间相关单光子计数的光谱测量系统相比, 该系统具有更优的波长分辨率和更大的测量带宽。
单光子计数器 虚像相位阵列 二维光谱 淬灭电路 相对光谱透射比 single photon counter, virtual image phase array,
1 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
2 中国科学院大学，北京 100049
三维成像技术在自动驾驶、航空任务、**领域等都有着广泛的应用，不同技术体制的成像系统有不同的优点，其中基于多像素光子计数器(Multi-Pixel Photon Counter, MPPC)的三维成像技术由于其成像速度快、对极弱光敏感等优势具有广阔的发展潜力。然而，由于MPPC阵列发展不成熟，基于MPPC阵列的弱光三维成像探测水平受到限制。利用日本滨松公司研发的具有32×32规模的MPPC阵列S15013系列二维光子计数图像传感器，开发了一套三维成像系统，传感器的每个像素由12个单光子雪崩二极管并联而成，其总探测像素达到1 K以上。基于该系统，分析了阈值电压、镜头光阑等参数条件对三维成像探测结果的影响，对系统探测灵敏度和精度进行了测试，并针对37 m远模拟目标开展了三维成像探测试验。试验结果表明：在回波光子数约1.98 (光子/像素)的暗弱条件下，目标区域测距精度达到0.268 m，三维结构特征明显，达到了接近单光子成像的探测水平。
多像素光子计数器（MPPC） 三维成像 光子计数器 MPPC 3D imaging photon counter 红外与激光工程
2022, 51(10): 20210989
肖虎 1,2,3李瑞显 1,2,3陈子伦 1,2,3奚小明 1,2,3[ ... ]陈金宝 1,2,3
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
实现万瓦级高光束质量光纤激光面临模式控制和非线性效应抑制等技术难题。为兼顾光束质量和功率，设计了基于纤芯直径为30 μm、包层直径为250 μm的双包层掺镱光纤的后向级联泵浦激光器，实现了输出功率为10.03 kW、M2因子为1.92、拉曼抑制比大于38 dB的激光输出，实现万瓦级光纤激光器的光束质量M2优于2，这验证了常规双包层光纤具有支撑万瓦高光束质量激光产生和放大能力。
激光器 高功率光纤激光器 级联泵浦 后向泵浦 双包层光纤 受激拉曼散射 光学学报
2022, 42(23): 3788/AOS2336001
利用经典系综方法，研究了氮气（N2）分子在周期量级双色反旋圆偏振激光场中的非序列双电离（NSDI），发现在确定的激光强度下，随着激光波长的增加，NSDI的产量明显减小，这是因为电子波包的扩散作用。研究发现NSDI电离机制受到激光波长的影响，随着激光波长的增大，碰撞激发电离越来越占主导，这与第一个电子的返回轨迹和返回能量有关。讨论了NSDI的电子动量分布，电子动量分布随激光波长有明显变化，激光波长越长，“旋转三瓣扇形”结构越明显。
原子与分子物理学 非序列双电离 双色反旋圆偏振激光场 碰撞激发电离 经典系综方法 动量分布 光学学报
2022, 42(21): 2102002
