铝丝阵Z箍缩电子温度径向轮廓研究

利用均匀色散云母弯晶分析器,在"阳"加速器上测量了铝丝阵Z箍缩等离子体的时间积分X射线光谱。采用碰撞辐射模型,通过测量Al的Ly-α/He-α以及Ly-β/He-ε的强度比推断出平均电子温度,分别为512eV和489eV。针对记录的连续辐射,由连续谱斜率拟合得到了等离子体核心电子温度为1215eV。对圆柱箍缩温度径向轮廓的研究表明,此次聚爆实验的电子温度从箍缩轴心向外缘近似线性降低。谱线强度比法是诊断平均电子温度的有效手段,而连续谱拟合法为诊断铝丝阵箍缩核心区的等离子体电子温度提供了重要信息。     

相位解包裹算法中基于调制度的新质量图

在移相法测量光学波面或物体形貌过程中,相位解包裹是条纹自动分析中的关键技术,而质量图对解包裹相位算法起着至关重要的作用。用计算机模拟干涉图获得相位导数偏差质量图,指出其在标识相位数据质量方面的不足,并根据调制度结合相位梯度构造出新的质量图(称之为调制度-相位梯度偏差质量图)来弥补此缺陷。再以新质量图数据为权值,采用加权最小二乘解包裹算法验证新质量图的可靠性。最后通过实验数据,比较新质量图和相位导数偏差质量图在解包裹相位算法中的作用,得到新质量图的解相结果均方根(RMS)值为2.652 rad,而相位导数偏差质量图的解相结果均方根值为5.151 rad,由此证明前者有更好的可靠性。     

基于对数螺线晶体Z箍缩铝等离子体单色成像研究

研究了一种对数螺线柱面晶体配接针孔对Z箍缩铝等离子体进行单色谱成像的摄谱成像仪,摄谱仪具有结构简单、外形尺寸紧凑的特点。由于对数螺线晶体的保角特性,摄谱成像仪可在较大视场范围内对Z箍缩内爆等离子体进行单色谱成像。在"阳"加速器上,针对Z箍缩铝等离子体K壳层的X射线辐射进行了成像实验,得到了铝丝阵内爆等离子体的类氢(1727.7eV)和类氦线(1588.3eV)单色图像。在箍缩单色图像上观察到了磁瑞利-泰勒不稳定性引起的"热点"及内爆不稳定性造成的螺旋形结构,反映了等离子体的内爆形态,为进一步理解Z箍缩物理过程和确定等离子体的辐射特性提供了参考。     

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。     

机器视觉中的微分测距方法研究

从全光函数的角度分析了利用全光微分即全光函数对各函数变量偏微分之间的关系来估计视场中物体距离，并给出了全光微分方法在机器视觉中的几个具体实施范例。结合估计算法简单地比较了几种方法的优劣。     

X射线单色成像用透射式对数螺线晶体分析器

利用对数螺线晶体在大视场范围内的保角特性,研究了一种用于等离子体X射线单色成像的透射式对数螺线晶体分析器。与反射式弯晶成像谱仪相比,该分析器具有单能成像视场更大,实现相同放大倍数时的空间排布简单等优点。根据晶体衍射成像原理及对数螺线晶体的表面方程,分析了透射式对数螺线晶体分析器的成像原理以及成像性能,包括子午、弧矢放大倍数以及视场大小等。以铜靶X射线源为背光源,用研制石英晶体透射对数螺线分析器对网丝直径为100μm的金属网格进行了单色背光成像实验。实验结果表明,晶体分析器的空间分辨力约为30μm,子午和弧矢方向视场分别达到15.938 7mm和5.900 6mm。     

星座编码孔径三维分层成像

提出了空时编码的星座相机三维层析成像技术。采用多个卫星相机进行多重成像，然后进行星上解诃，除了地面二维图像外还将取得随着高度分布物体的纵向分层和横向分层信息，因此特别适用于飞机。导弹等的空间孤立分布的活动目标的探测。整个星座构成一个星形光互连的局域网络。为了实现卫星之间的图像信号的高速传输和相对距离和角度的确定以及卫星的姿态测量，采用一体化的激光通信／雷达系统。文中给出了总体设计举例。     

空潜信道中基于多光束阵列的二维图案传输

提出了一种利用多光束阵列在复杂散射信道中进行二维图案传输的理论模型。与传统多光束传输方案思路不同,该模型有效利用信道的强散射特性,使各光束充分扩散,在接收面形成交迭区域,成像光学系统在该区域内接收光信号并恢复各发射光束的空间位置信息,完成二维图案信息在空潜信道中的多通道传输。视在参数的引入使光束原本在两个不同折射率介质中的传输简化为仅在一种介质中传输的简单问题。实验采用直径为15 mm的微透镜阵列以及长为12.65 m的海水、大气信道来模拟实际信道中的强散射作用,结果表明该模型具有较好的可行性。     

激光驱动纳米须靶产生X射线转换效率研究

在研究超强激光与物质相互作用中,研究的焦点通常需要高质量的光源来诊断动态物质的结构。为了获得高亮度、准单能和高对比度X射线光源,改变物质及其结构来增强吸收激光能量和提高激光X射线的转换效率。利用多孔结构原理,设计了直径为200 nm、密度为铜70%的纳米铜靶。在中国工程物理研究院激光聚变研究中心星光-Ⅲ激光装置上进行实验,作用于靶表面的飞秒激光强度大于21018 Wcm-2,利用单光子计数型X射线CCD测量了Ka特征X射线,获得的Ka光子峰值产额达到了3.6108 photonssr-1s-1,X射线最大转换效率达到0.008 68%,是平面铜靶转换效率的1.2倍。实验表明纳米须结构能够有效增强飞秒激光的能量吸收,增强了超强激光转换成电子和X射线的转换效率。     

高性能锥束工业X射线CT系统研制与应用

提升工业CT检测系统的技术性能一直是射线无损检测领域系统研发人员和用户共同追求的目标。基于这一目标，提出了采用耦合闪烁屏与科学级面阵CMOS相机的CT图像探测方法，本文介绍了利用该方法在微焦点工业CT系统硬件研制和软件开发方面涉及的重要工程技术细节。给出了自主研发的抗辐照X射线数字相机与商用平板探测器的实测技术指标对比结果、X射线CT集成软件（CTER MAX）与商用软件在CT重建算法计算效率方面的对比结果以及CT系统空间分辨率检测结果。结果表明：抗辐照X射线数字相机具备超高像素采样、低噪声、高动态范围、高分辨、耐辐照、低成本等优势，尤其在空间分辨率上较平板探测器有更大的提升空间，使用更为灵活，适应更多应用场景需求；CTER MAX软件功能完整、操作友好、较商业软件在计算性能上有约4.5倍的速度提升；CT系统综合空间分辨率最高为5μm，与射线源焦斑尺寸相当。整个系统运行稳定可靠、可推广应用于航空发动机叶片、岩芯检测等各工业无损检测领域。