ICF中子谱仪中的数字脉冲处理技术研究

为了实现ICF实验中燃料面密度<ρR>的诊断，需要建立大阵列中子谱仪，这也是ICF研究领域<ρR>诊断的标准技术。神光III主机和未来的中国国家点火工程中，都需要建立这样的大阵列中子谱仪进行<ρR>诊断。未来的ICF实验，由于激光能量更高，中子谱仪探测器输出的各类信号幅度动态范围将达到5个数量级，采用电缆进行长距离模拟信号传输的方式已经无法满足信号传输质量的要求。.本课题将基于高速ADC的数字化技术和数字脉冲处理（DPP）技术引入中子谱仪的研制中，直接将探测器的输出信号进行滤波和数字化，并进行在线数据诊断和离线数据分析。本课题的工作包括前端数字化组件FED和数据获取组件DAS的设计和实现、16通道中子谱仪小系统的建立以及在线的数据诊断和离线的数据精细分析等，涉及到抗混叠滤波、高速数字化、数字信息提取算法、谱剥离技术等的研究，研究成果将应用于"神光III"主机上中子谱仪的设计和建造。

为了实现对燃料面密度<ρR>的诊断，需要建立多通道中子谱仪，而随着ICF实验的发展，中子谱仪探测到的粒子在闪烁体和光电倍增管中产生的信号幅度动态范围达到了3-5个数量级，已经不适合采用传输线缆作长距离传输，本课题研究了在光电倍增管后端就对信号作预处理和数字化并将数字化后的数据打包后通过无线的方式传输到20米外的计算机，由计算机在远端对数据做处理的新型中子谱仪结构，可以用于对神光-III主机和将来的国家点火工程中的中子谱仪研究。.本项目在国家自然科学基金资助下，对ICF信号的前端数字化进行了研究，研制了高速数字化组件FED，并对数字化后的数据在20-30米范围内的无线传输进行了研究，证明了该方案能够满足ICF实验靶场的实际需求；考虑到整个960通道中子谱仪由60套独立的电子学系统组成，每套都需要独立的控制信号和时间测量的起始信号，为了保证多路系统测量的一致性，对同步信号产生方法进行了研究，研制了延迟小、精度高、抖动小的多路同步信号产生电路，保障了将来谱仪正式运行时测量时序的正常。.本项目还对数字化后的ICF信号进行了数值拟合、时间信息提取、寻峰等算法的研究，取得了较好的成果，与国外相关文献报道的结果差别不大，这证明了我们的算法设计的正确；并对解谱算法进行了初步的探讨，为将来实验进行过程中的ICF数据分析打下了坚实的基础。.本项目开展过程中，发表标注论文3篇，申请专利一项，专利一审已经修回。