X射线横向移动成像法识别土壤中物体的蒙特卡罗模拟

X射线横向移动成像是一种新的散射成像方法,直接利用大面积探测器分开探测单次和多次散射光子强度来识别被覆盖物体的组成类型、尺寸和浅表面缺陷等,法已被用于地雷探测.利用蒙特卡罗模拟软件MCNP5分别模拟了覆盖于土壤中的不同横向面积的铁、TNT以及含空气缺陷的TNT中X光子的散射过程.根据模拟结果分析了两类探测器上散射光子的...     

非线性记录对粒子场同轴全息再现像的影响

推导粒子场同轴全息非线性记录对再现像影响的公式,模拟了不同形状粒子在非线性段记录时再现像。实验上得到非线性记录下不同形状粒子的再现像,验证了数值模拟结果。     

全息干板的时间响应特性

全息干板的感光过程涉及到银原子和光电子的动力学过程,这些动力学特性决定了全息干板对不同曝光时间尺度具有不同的感光效率。介绍了用随机过程方法建立的全息干板时间响应理论模型,用该模型分析了SlavichVRP-M型全息干板的时间响应特性并进行了数值模拟。设计了三套不同的曝光实验装置用于时间响应特性的研究,给出了8个时间点的实验数据,在曝光量不变的情况下,曝光时间范围为0.5 ns~10 s。实验结果与理论结果比较吻合,表明全息干板在曝光过程中存在低照度和高照度互易律失效。最后简要分析了互易律失效对全息照相的影响。     

激光辐照面阵CCD探测器的杂散光斑现象

为了研究短脉冲强激光辐照下同轴数字全息图像中的杂散光斑,进行了短脉冲强激光辐照和停止激光辐照情况下CCD图像采集的实验,采用粒子衍射原理和CCD输出电信号的过程分析了CCD图像灰度的变化,得到了像素上灰尘的衍射及CCD吸收激光能量导致复位电平失常是杂散光斑及阴影产生的原因,受热效应和记忆效应的影响,激光辐照停止后CCD图像采集失常。结果表明,激光辐照停止后随着热量的消散,杂散光斑逐渐消失,去除灰尘并延长CCD的图像采集时间间隔,避免CCD产生热积累能有效消除杂散光斑。     

晶体位错处理对X射线衍射性能的影响

为提高晶体对波长为0.1~20 nm的X射线的衍射效率,通过特殊工艺对特定晶体表面进行位错处理。将云母、α-石英和LiF晶体劈成80 mm×10 mm的晶体薄片,其中LiF晶体厚度研磨到1 mm,其余三种晶体厚度为0.2 mm。将LiF晶体加热到400 ℃,然后用椭圆型折弯机进行多次弯曲,自然冷却降到室温,使晶格发生位错现象。在波长为0.154 nm的Cu靶X射线衍射仪上进行衍射试验,经晶体后利用成像板或X射线CCD获得衍射谱线,其中Mica球弯晶获得多级衍射谱线,经过表面处理的LiF晶体获取的X射线光子数比未处理的高2倍。结果表明晶体表面经过位错处理后提高了衍射效率,更适合X射线诊断研究。     

选择型照明傅里叶叠层成像提取粒子尺度

提出了一种粒子尺度信息提取方法,通过将傅里叶叠层思想应用到粒子尺度信息提取中实现了比/NA更高的空间分辨率。在传统的傅里叶叠层成像系统中,采用一个二维LED阵列作为光源以获得不同角度的照明,通过扫描阵列中的所有LED,获取一系列低分辨图像,然后利用这些低分辨图像生成一幅高分辨图像。为了减少所需的低分辨图像幅数,进一步提出了选择型照明傅里叶叠层成像提取粒子尺度信息的方法,通过分布在一个圆周上的LED提取粒子尺度信息,根据分辨率极限公式给出了圆周半径的选择方法。仿真结果结果表明提出的方法在不损失精度的前提下能够大幅度减少需要的低分辨图像幅数。     

一种高消光比微秒脉冲光开关的设计及应用

研究全息干板的时间响应特性需要系列宽度的光脉冲,而微秒光脉冲需要通过外置开关来实现.目前广泛使用的电光开关、声光开关存在消光比低或光能利用率不够等缺点,为得到宽度合适、消光比高、光能利用率高的微秒光脉冲,设计了由快开快门和爆炸快门相结合的开关系统.该系统不受光偏振态和波长限制,抗干扰能力强,结构简单,适用范围广,脉冲前后沿均小于15μs;输出宽度可通过延时在一定范围内调节,消光比达50000倍,透射率大于90%.讨论了系统的工作原理及实现方法,测量了该开关输出光脉冲的典型波形,并对开启时间的漂移进行了讨论;此开关已在全息干板互易律失效规律的实验研究中得到了较好的结果,为快开快门和爆炸快门的使用提供了一个新的应用领域.     

微射流粒子场的同轴Fraunhofer全息测试

利用超短脉冲激光作为记录光源可以在瞬间将高速运动微粒“冻结”的原理,建立了同轴Fraunhofer远场全息测试系统,研究了在爆轰加载下物质的微射流现象。获取了清晰的高速运动微射流粒子场的全息图,通过激光再现给出了微射流粒子的分布、形状、尺寸速度等信息。     

激光等离子体X射线背光源诊断研究

为诊断激光驱动金属靶产生X射线背光源的性能,利用椭圆聚焦特性,研制了一种背光椭圆晶体谱仪。谱仪的色散分析元件为云母(002)晶体,椭圆弯晶的焦距为1350mm,离心率为0.9586。激光束以30°角斜入射背光薄靶,且与椭圆弯晶长轴方向垂直。背光椭圆弯晶谱仪的布拉格入射角为50°~67°,衍射探测角为100°~120°,探测的波长为0.14~0.16nm,采用X射线CCD相机接收信号。利用神光Ⅱ激光装置7#和8#激光器同时聚焦轰击10μm厚的Cu平面背光薄靶,CCD成功获取了Cu等离子体X射线的类氦和Kα谱线。经解谱发现谱线有明显基底,用最小二乘法差值去噪处理后,实测谱线分辨率(λ/Δλ)大于700。     

测量粒子场的红外激光同轴全息技术

采用同轴全息技术诊断粒子场时,粒子尺寸过小会影响再现粒子统计的精度,而粒子场分布密度过大会影响全息图像的记录质量.针对可见光同轴全息中出现的微小粒子分辨和光透过率弱等问题,提出采用红外激光进行粒子场诊断的方法.数值模拟了红外激光与绿光激光记录小粒子的情况,分析结果显示:红外激光将小粒子的再现像放大,信息光增强,有利于小粒子的记录;实验验证了红外激光透过高密度物场的能力明显高于绿光激光.从而表明采用红外激光同轴全息技术进行小尺寸、高密度粒子场的实验诊断具有一定的优势.