大孔径厚针孔成像数值模拟研究

为解决cm级尺寸射线源的空间分布诊断，本文提出大孔径厚针孔成像方法。采用Geant4软件编写蒙特卡罗程序模拟5、10和15 mm大孔径厚针孔的成像过程，采用Matlab软件实现逆滤波、Wiener滤波和Lucy-Richardson复原算法，以均方根误差σ作为复原效果评判标准，优化了Wiener滤波信噪比参数和Lucy-Richardson算法迭代次数参数。将复原算法应用于不同孔径厚针孔的图像复原，发现理想逆滤波算法会引起噪声放大；Wiener滤波算法图像复原解存在较严重的伪影；Lucy-Richardson算法可获得清晰的复原图像。结合Lucy-Richardson算法的5、10、15 mm大孔径厚针孔成像获取的图像的σ是0.5 mm孔径传统针孔成像结果的1.15、1.21、1.26倍。结果表明，结合图像复原算法的大孔径厚针孔成像技术能获得与传统针孔成像接近的源图像测量结果，初步验证了该方法具有可行性。     

X-ray CCD相机在杆箍缩二极管X射线焦斑诊断中的应用

针孔成像法是诊断杆箍缩二极管X射线焦斑的常用方法。本文建立基于增感屏、光锥耦合、CCD相机的X-ray CCD相机系统,取代针孔成像法中基于闪烁体、物镜、CCD相机的图像获取系统,提高了诊断系统的紧凑性。对所建立的X-ray CCD相机系统的空间分辨能力进行了测试,系统的空间分辨能力受增感屏限制,使用铅制分辨卡测得系统的空间分辨率为5lp/mm,使用刀口法测得调制传递函数为0.5时的频率为1.5lp/mm。测试结果表明,在针孔成像倍率为0.5时,可满足1.5 mm左右的X射线焦斑诊断的需要。并开展了杆箍缩二极管侧面焦斑诊断实验,获得了侧面焦斑图像,且进行了图像复原处理。     

有限宽全息干涉技术对等离子体电子密度的诊断

利用Nd:YAG激光器产生的1064 nm激光束(光斑直径为100μm,脉冲能量为60 m J,脉冲宽度为200 ps)聚焦击穿大气形成激光大气等离子体。采用全息干涉技术对激光击穿空气等离子体的电子密度分布进行了诊断,获得的无限宽条纹图直观反映了位移量的等位线,从有限宽条纹图获得了电子密度的分布,结果表明激光大气等离子体中各种离子和电子呈橄榄形分布,即沿激光束方向不对称,而垂直激光束方向对称分布,且最大电子密度为1018cm-3量级。     

ANDOR SR-500型光栅光谱仪的波长校准方法

以低压汞灯的标准谱线为基准,采用MATLAB数值处理技术对ANDOR SR-500型光栅光谱仪的波长进行了校准。校准后测量谱与标准谱峰位一致性明显改善。采用校准后的光谱仪测量了上海硅酸盐研究所最新研制的LSO:Ce闪烁体在X射线照射下的发射光谱。实验结果与标称值一致性较好,峰值波长偏差小于2 nm。     

140S1铁钻工上、卸扣效率的提高及优化

以140S1铁钻工为研究对象,从旋扣钳滚轮旋扣、冲扣钳紧扣为切入点,优化设计并加工了不同结构型式、材料、表面硬度、渗碳层厚度及包络半径等的滚轮和钳牙;根据控制变量法原则,通过试验验证滚轮和钳牙对上、卸扣效率的影响程度。     

Geant4模拟1.6GeV质子的输运过程

高能质子具有较强的穿透能力,可以透射物体形成图像。为了理清质子透射物体的物理过程,通过Geant4蒙特卡洛软件模拟了1.6 GeV能量的质子在材料中的输运过程。通过设置模拟程序中的物理模型,对质子与物质的四种相互作用分别进行了模拟计算。计算结果表明,个数衰减、能量损失和散射角分布都可以反映被检测物体的面密度和材料组分的信息。     

GaAs光阴极像增强器的选通特性

针对GaAs光阴极像增强器在ns级选通成像中的时空特性，通过引入传输线阻抗完善了光阴极径向RLC传输模型，更准确地描述了选通过程中光快门的变化趋势，实验证实去除防离子反馈膜有利于改善光快门，使得光快门与电快门更为一致，在驱动电脉冲宽度为17.7 ns时，光快门宽度与电快门宽度的差异仅为1.1 ns；基于蒙特卡罗模拟方法，建立了光电子在分段线性快门脉冲电压驱动下经过第一近贴后的空间弥散模型，模拟结果表明：GaAs光阴极相较于S20光阴极在选通成像中的空间分辨下降更小。在20 lp/mm时，GaAs的动态空间分辨是静态空间分辨的80%，而S20光阴极不足70%，理论模拟与实验结果相一致，所建立的模型可用来分析和优化像增强器结构参数，为优化选通成像性能提供理论依据。