基于石英球面弯曲晶体的X射线成像研究

为了诊断惯性约束聚变的聚爆靶的尺寸、形状、分布和均匀性等情况,利用X射线布拉格衍射理论,搭建了基于球面弯曲晶体的X射线背光成像系统。其核心元件是α-石英球面弯晶,α-石英晶体性质稳定,结构完整,反射率和分辨率高。弯曲晶体尺寸为65mm×20mm,弯曲半径为143.3mm。利用该背光成像系统进行了单色X射线背光成像实验。成像物体为3×3阵列的正方形不锈钢网格,利用接收装置磷屏成像板,得到清晰的Cr KαX射线背光源二维空间分辨,在9.6mm×28.7mm的视场范围内,其像的空间分辨率大约为83.3μm。实验结果表明α-石英球面弯曲晶体适合于X射线的背光诊断研究。     

X射线背光成像诊断的球面晶体分析器研究

在激光约束聚变和箍缩聚爆实验中,为了分析内爆 靶丸推进层的运动过程和评估激光辐射驱动的对称性和均匀性, 需要得到靶丸内爆单色X射线二维空间分辨信息。为了诊断内爆高温等离子体X射线二维空间 信息,利用晶体布喇格衍射 原理研制了新型的成像系统。系统的核心元件为球面晶体分析器,球面晶体为云母球面晶体 ,弯曲半径为143.3mm。在中 国工程物理研究院进行了单色X射线背光成像实验,磷屏成像板获得了清晰的Cr靶单色X射线 二维网格图像。通过对实验 所得背光图像分析,云母球面晶体成像系统得到的空间分辨率为86 μm。实验结果表明,云母球面晶体可以应用于等离子体X射线的背光成像诊断研究。     

激光等离子体X射线成像诊断研究

为了诊断激光等离 子体X射线二维空间信息,基于Bragg衍射原理建立了等离子体X射线背光成像系统,其核心 元件为石英球面弯曲晶 体,弯曲半径为143mm。在中国工程物理研究院神光III原型激光装 置上,利用建立的系统,进行了单色X射线背光成像实验,激光聚焦到平面 Mg靶中心聚爆产生高温等离子体X射线为背光源,成像物体为15μm ×15μm网格阵列,X射线CCD得到了清晰的Mg靶 单色X射线二维网格图像。通过对背光图像分析,在7.8mm×2.6mm的视场范围,成像系统得到空间分辨率为5μm。实验 结果表明,基于石英球面弯曲晶体的X射线背光成像系统可以用于等离子体X射线诊断研究。     

KBA显微成像系统程序设计与模拟

近20年来,由于X射线光刻技术、空间技术以及激光引爆的惯性约束聚变(ICF)的过程诊断等的需求,X射线成像技术获得迅速发展.但是,由于常规的成像方法难以适应X射线波段,目前大多采用掠入射反射成像和编码孔径成像方法.KBA显微镜为掠入射非共轴X射线反射成像系统,而且四块反射镜是空间分布的,前两块反射镜和后两块反射镜之间并不是严格互相垂直的,这给像质分析带来相当大的困难.通常的光学CAD软件难于适应这种光学系统.因此设计了掠入射非共轴反射成像的KBA显微镜成像系统程序,并用该程序分析了该系统的综合误差. 物距公差为-0.4～+1 mm,掠入射角公差在-8″～0,双反射镜公差在-20″～0,弥散斑的变化在允许的范围内.     

采用成像系统的X射线显微镜

在X射线领域中，由于折射率接近1，而且做不出相当于可见区域中的折射型透镜那样的镜头；所以到目前为止仍未能得到赶上光学显微镜分辨率的显微镜图像。技术的进步使人们克服了原理性的难关，制造出在X射线领域也可成像的元件，在软X射线领域中(波长1～10nm)已超过了光学显微镜的分辨率。     

软X射线成像光学技术的发展

成像光学系统的基本性能的要求是分辩率。根据成像原理,分辩率受光波衍射的限制。提高衍射极限分辩率的途径之一是减小波长。X射线光学成像是在这一指导思想下开始研究的,电子光学成像也是这样。而且这两种成像技术的研究,在历史上几乎是同时并进的。1895年伦琴发现X射线,1897年J.J汤姆逊证实了电子的存在;1923年康普顿证明了掠入射条件下射线在抛光金属表面可以像可见光一样反射、聚焦,1926年H。布希等证明了旋转对称静电场和静磁场可以使电子束偏折、聚焦和成     

高分辨率实时数字X射线成像系统

1.导言1991年首次开发了实时四百万像素的数字X射线成像系统“DR—2000”。该系统由高分辨率12in X射线图像增强器和一具有2100扫描线的1in SATIOON摄像管的摄像机组成。以前,图像增强数字X射线系统已被广泛用作数字减法系统,其优点是实时的图像获取     

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。     

球面弯晶实现X射线单能成像的研究

基于Bragg衍射原理,研制了一种对激光等离子体进行二维成像的球面晶体分析器。采用球面弯曲石英晶体作为分析器,X射线IP板作为成像器件。采用Cr靶X射线辐射金属网格（目标）,网格的网孔尺寸为200μm×200μm。通过球面弯晶对Cr靶Kα谱线的衍射,得到网格的二维单色衍射图像。实验结果表明,球面弯晶分析器具有较高的光谱...     

采用光子晶体的多光谱成像芯片

本发明提供一种在芯片上进行多光谱成像和数据管理的技术,该技术基于一种具有像元级光谱调谐能力的自适应焦平面列阵,这种自适应焦平面列阵是通过在一个宽带焦平面列阵上增加与像元配准的光子晶体膜而制成的。通过对这些光子晶体膜进行开/关或者改变材料结构、调谐其光子带隙,便可以实现光谱调谐。这种自适应焦平面列阵能够瞬时地以不同的波段、空间分     

球面晶体分析器在等离子体X射线诊断中的应用

为了诊断高温等离子体X射线,利用晶体布喇格衍射原理研制了新型的球面晶体分析器,α-石英为衍射晶体,球面的半径为250 mm.对球面晶体分析器分别进行静态X射线衍射实验和Z箍缩聚爆实验,富士磷屏(IP)成像板和感光胶片分别得到了清晰的Cu等离子体和Ti等离子体谱线.对实验所得谱线进行分析,石英球面晶体分析器光谱分辨力好于...     

太赫兹成像技术在无损检测中的实验研究

太赫兹成像是一种新兴技术,为了将其应用在无损检测领域,提出了一种基于连续扫描的新型太赫兹成像系统.通过对隐藏的硬币和带小孔的金属板等样品进行检测,得到了清晰的图像.实验结果表明通过本成像系统可以对隐藏的金属样品进行鉴别,其空间分辨率低于0.5 mm.因而本系统可以成功地应用于无损检测.     

光电晶体中光折变空间孤子传输的数值模拟

给出了描述光折变光电晶体中空间孤子的非线性薛定鄂方程,利用分步傅里叶变换法研究了光电晶体的光折变空间孤子的传输特性.数值模拟结果表明:在忽略光电晶体的克尔效应时,晶体中传输的光束失去了空间孤子的传输特性;在考虑晶体的克尔效应可以与外调制光强度相比拟时,随着外加光强的增加,空间孤子的形状可能发生变形,甚至失去其传输的稳定性;在考虑晶体克尔效应非常强时,空间孤子可以在光电晶体中稳定地、不变形的传输,具有理想信息载体的传输特性.     

耦合式背光介观荧光分子成像系统设计北大核心CSCD

在生物组织工程的应用中需要有对生物结构标记的三维、纵向评估。一般来说,这些生物组织的结构通常是几毫米厚和浑浊的,因此对图像成像有很大挑战性,且经典荧光显微技术不能满足于其需要。介观荧光分子成像系统是一种新兴的成像系统,该系统基于介观荧光分子层析方法,它填补了显微荧光分子成像技术和宏观荧光分子成像技术之间的空白。为提升介观荧光分子重建的性能,本文主要基于光学原理对光学系统的配置参数进行了优化和改进,包括探测器布局、非耦合或耦合的扫描模式,并对介观荧光分子成像系统的三维成像性能进行了评价和对比。结果表明,本文设计的耦合式背光介观荧光分子层析成像(mesoscopic fluorescence molecular tomography imaging,MFMT)系统能够很好地提升重建性能,获得高质量的重建结果。     

视标引导的自适应光学眼底成像视场精确定位

自适应光学眼底相机,由于较高的成像分辨率和人眼等晕角的存在,单次成像的视场被限制在1左右。必须实现单个视场的精确定位和多个视场的图像拼接,才能得到完整的眼底图像。为了精确定位,文中分析视标引导成像视场的原理,设计了新型的视标引导系统。平行光照明视标,并通过透镜聚焦于人眼瞳孔中心,这样能够精确测量眼底成像视场的位置。基于此搭建的自适应光学系统可在22.6的眼底范围内成像,精度达到0.003。这套系统成功实现了单个细胞的追踪和眼底血管的大视场拼接,这将有益于液晶自适应光学系统在临床眼科的应用和推广。     

基于多GPU的液晶自适应光学波前处理器

为了满足4 m天文望远镜液晶自适应光学系统的波前处理要求,研究了基于多GPU的波前处理器。介绍了液晶自适应光学波前处理方法。分析了用于匹配4 m望远镜的哈特曼探测器数目、Zernike模式数和液晶校正器驱动单元数。详细论述了多GPU下波前处理方法,包括:单GPU下计算斜率;按列分块法拟合Zernike系数;Zernike对称性算法和按行分块法计算液晶校正器灰度图。最后,分析了匹配4 m望远镜的液晶自适应光学系统的残余误差传递函数,并由此模拟了残余误差传递函数的幅频响应。实验结果表明,斜率计算延迟18 μs,Zernike系数拟合延迟39 μs,校正器灰度图计算延迟114 μs。多GPU下总的波前处理延迟171 μs,小于哈特曼探测器采样时间500 μs,液晶自适应光学系统-3 dB残余误差抑制带宽可达53 Hz。满足4 m天文望远镜的应用要求。