——极化物理实验室——


       

  将要研究的项目...

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

现研究项目:


一、极化电子源
二、光学极化度测量仪
三、极化(e,2e)谱仪
四、CT模拟教学实验仪
五、数字照相机、数字摄像机以及底片阅读机系统

一、极化电子源

    在超高真(10-8~ 10-10Pa)的情况下,加热蒸发Cs和通O2使GaAs晶体表面形成一层Cs2O薄膜并产生负电子亲合势。从GaAlAs半导体激光器产生的801nm的激光束通过偏振片和步进电机控制转动的波片,变成右旋或右旋圆偏振光。该偏振光照射在GaAs晶体表面,并使GaAs晶体光致发射产生纵向极化的电子束。900球偏转器使该纵向极化电子束变成横向极化束。该横向极化电子束通过差分腔中的电子光学透镜并对其进行聚焦,最后进入光学极化度测量仪。

                              

二、光学极化度测量仪

 

    横向极化电子束激发He原子,退激时产生388.9nm的荧光,通过测量该荧光的Stokes参数P1P3可得到该电子束的极化度。Stokes参数测量系统包括由步进电机控制转动的相位延迟片和偏振片以及388.9nm的滤光片。由快响应的单光子计数光电倍增管产生脉冲信号,该脉冲信号经过主放(放大倍数为10)CFD(下阈~0.1V),送入8253计数器进行单光子脉冲计数。由波片和偏振片在不同角度时的计数值可拟合得到P1P3,最后电子束极化度可以由得到。

 

                                       

三、极化(e,2e)谱仪

    所设计的谱议类似于第二代电子动量谱仪,但可同时满足非共面对称和共面非对称两种运动学条件的实验安排。当非极化电子束从下方入射时,则可使两球分析器在450的锥面上转动,完成非共面对称的实验测量;若极化电子束从极化度测量仪进入(e,2e)谱仪,则可使两个球在900的平面上转动,从而满足了共面非对称运动条件。极化(e,2e)谱仪采用位置灵敏探测的五参数符合测量系统。实验第一步先利用非共面对称运动学条件调试(e,2e) 谱仪到最佳工作状态;然后引入极化电子束进行与极化有关的电离机制研究和原子分子的结构研究。另外,该谱仪可通过激光束极化靶原子束实现电子束和原子束同时极化的自旋相关效应研究。由于极化(e,2e)数据符合效率很低(每秒约几个),每次实验需要很长的时间(约一个月左右),因此有的仪器都要求有很高的稳定性,这给我们实验提出了更高的要求。

                                                     

四、CT模拟教学实验仪

结合核辐射技术、多道技术、计算机数据采集与处理技术、计算机自动控制技术以及图像重建技术,本研究项目完成了工业CT过程的教学演示。该仪器能在较短的时间内完成实验样品的一个或多个断层扫描,并经过复杂的图像重建算法后,可显示出该样品比较清晰的横截面图、竖截面图以及立体图,同时能对显示的图像进行任意的缩放。结合内置的计算机多道,该仪器还可单独进行g 能谱分析。目前,我们的CT教学仪的空间分辨率可达到1mm

                                                

五、数字照相机、数字摄像机以及底片阅读机系统

    该系统结合电荷耦合器件(Charge Coupled Devices,简称CCD)技术、摄像技术、计算机技术、数据采集技术以及图象处理技术,可完成数字照相、数字摄像以及底片阅读任务:

 
  1. 数字照相机:摄像头获得的图像通过图像采集卡输入计算机,并由相应的程序控制可获得任一时刻的图像,该图像可以任何图形格式的文件进行存储,再配合彩色打印,即可很轻松得到所需的照片。

  2. 数字摄像机:一般的摄像头是把信号直接接入电视机以获得图像。而我们研制的系统可实现把摄像头的信号接入计算机,并由程序控制得到比电视机图像更清晰、功能更完备的的摄像效果。

  3. 底片阅读机:直接看到胶卷底片上的摄影效果,而不用经过复杂的冲洗后,是很多人梦寐以求的愿望。我们研制的系统只需要加入一光源即可实现此功能:光源产生的平行光束照射在底片上后通过摄像头,产生的信号同样经过图像采集卡后输入计算机。由程序经过反色处理后即可获得该底片对应的照片

 

该系统原理简单,操作容易,而且具有拆装方便的特点。可以在很多场合得到广泛的应用。

                                                              

                                                              
 

清华大学极化物理实验室