01 捕捉光的“指紋”：高精度光子特征探測(cè)

在空間探測(cè)的微觀戰(zhàn)場(chǎng)上，每個(gè)光子都是攜帶宇宙秘密的信使——其空間位置（x, y）和精確抵達(dá)時(shí)間（t），分別作為物體空間坐標(biāo)和物理過程進(jìn)程的關(guān)鍵特征參量，共同承載著揭示宇宙奧秘的關(guān)鍵信息。

當(dāng)某科研團(tuán)隊(duì)試圖同時(shí)鎖定光子“何時(shí)來、何處落”，需要搭建MCP1單光子成像系統(tǒng)，面臨諸多挑戰(zhàn)：

• 位置精度瓶頸：需同步處理數(shù)十通道位置信號(hào)，通過重心法進(jìn)行位置重建，飛庫量級(jí)電荷測(cè)量精度至關(guān)重要；
• 定時(shí)精度獲?。盒鑼?shí)現(xiàn)電荷信號(hào)的快速成形及皮秒級(jí)精確定時(shí)；
• 時(shí)間同步難題：需實(shí)現(xiàn)位置采集通道及時(shí)間采集通道的時(shí)鐘同源及時(shí)間同步。

02 破局之道：中科采象MCP單光子成像方案

中科采象的微通道板（MCP）單光子成像電子學(xué)解決方案，通過集成MCP組件與高性能電子學(xué)系統(tǒng)，基于高精度的能量及時(shí)間獲取技術(shù)，聯(lián)合ASIC/Liroc前端芯片的協(xié)同處理能力，實(shí)現(xiàn)了光子事件的高精度能量提取、時(shí)間標(biāo)記及空間定位。

位置測(cè)量ADC方案

該方案基于ASIC芯片實(shí)現(xiàn)的FAM前置放大模塊,性能核心優(yōu)勢(shì)可總結(jié)為以下兩點(diǎn):

• 超高密度通道集成：基于專用ASIC芯片，實(shí)現(xiàn)單片高密度多通道集成。通過精巧的模塊化設(shè)計(jì)，將大量輸入信號(hào)有效整合，最終通過少量高密度線纜輸出，顯著簡(jiǎn)化系統(tǒng)布線。
• 微弱電荷高速精密測(cè)量：波形數(shù)字化技術(shù)聯(lián)合采用電荷-電壓變換鏈核心技術(shù)，能夠穩(wěn)定檢測(cè)極其微弱的電荷信號(hào)。同時(shí)可支持高頻計(jì)數(shù)，可覆蓋MCP探測(cè)器的主流應(yīng)用場(chǎng)景的事例率范圍。

時(shí)間測(cè)量TDC方案

該方案基于Liroc芯片的技術(shù)特性，時(shí)間測(cè)量轉(zhuǎn)換模塊TAM在激光雷達(dá)應(yīng)用中具備以下兩大核心優(yōu)勢(shì)：

• 高精度多通道采集：實(shí)現(xiàn)全通道同步測(cè)量架構(gòu)，解決了高事件率場(chǎng)景下的同步性、效率與穩(wěn)定性矛盾，為精密測(cè)量與實(shí)時(shí)控制提供技術(shù)支持。
• 寬量程皮秒級(jí)時(shí)間分辨率：實(shí)現(xiàn)超寬動(dòng)態(tài)范圍與皮秒級(jí)時(shí)間分辨率，滿足高速瞬態(tài)信號(hào)的定時(shí)需求。

03 應(yīng)用場(chǎng)景：拓展核領(lǐng)域邊界

核技術(shù)應(yīng)用：核輻射監(jiān)測(cè)與防護(hù)

核醫(yī)學(xué)成像與治療：醫(yī)學(xué)影像診斷、放射治療與藥物研發(fā)

核能與核聚變：核反應(yīng)堆監(jiān)控、核聚變實(shí)驗(yàn)

特殊核環(huán)境監(jiān)測(cè)：空間輻射探測(cè)、核廢料處理與環(huán)境監(jiān)測(cè)

核物理基礎(chǔ)研究：高能粒子探測(cè)、放射性衰變與核反應(yīng)監(jiān)測(cè)

注釋：

1. 微通道板(MCP)：可以被用于檢測(cè)電子、離子、高能粒子、中子、紫外線、X射線等各種粒子和能量較高的電磁波。