基于瑞利判据的分幅相机空间调制传递函数

根据脉冲展宽分幅相机原理和瑞利判据思想,通过建立研究模型、模拟磁场分布、追踪电子轨迹和成像分布直方图统计及其高斯拟合,采用瑞利判据计算脉冲展宽分幅相机轴上空间分辨力和成像调制度。研究结果显示,基于瑞利判据通过相邻物点成像分布计算脉冲展宽分幅相机空间调制传递函数是可行的,当阴极轴上相邻物点分别发射10 000个电子时,两物点完全分辨的成像调制度为98.573 2%,空间分辨力为194.523 7μm;恰能分辨的调制度为19.16%,空间分辨力为73.22μm;不能分辨的成像调制度为0.14%,空间分辨力为4.57μm。研究结论为二维超快诊断设备空间调制传递函数的计算提供了一种直观的解决方法。     

空间电荷效应对时间展宽分幅变像管时空性能的影响

X射线分幅相机是惯性约束聚变实验中的重要二维超快诊断设备,具有长漂移区结构的时间展宽分幅相机,在大幅度提升时间分辨性能的同时,会使空间电荷效应时空弥散变大。为探讨空间电荷效应的影响,以短磁聚焦分幅变像管为例,通过平均场模型和电子轨迹及成像分布研究空间电荷效应的时空弥散,并分析其对像管的影响。研究和分析结果表明,空间电荷效应引起的时间弥散与阴极电压、展宽脉冲斜率和漂移距离有关,空间弥散与成像系统和电子脉冲电流密度相关。当分幅变像管的时间分辨率提升至2ps左右时,空间电荷效应的时间弥散相当于物理时间分辨,成为制约时间分辨性能进一步提升的主要因素,此时像管空间分辨性能降低8%左右。通过对像管空间电荷效应研究及其降低方法的探讨,为亚皮秒时间分辨分幅变像管的研制提供理论参考。     

X射线分幅相机发展研究

X射线分幅相机是最有效的惯性约束聚变(Inertial Confined Fusion,ICF)诊断工具,具有良好的时间分辨、二维的空间分辨和动态范围大等优点.介绍X射线分幅相机经历的四个发展阶段,详细分析当前发展阶段行波选通型分幅相机,阐述了最新的X射线分幅相机研究结果,预测了未来X射线分幅相机的研究方向.     

短磁聚焦分幅变像管空间分辨率的模拟与测试

模拟和设计短磁聚焦分幅变像管,研究变像管空间分辨特性及其影响因素.采用洛伦兹软件Lorentz 3D-EM建立变像管模型,通过分析变像管磁场和模拟电子成像,估算变像管阴极中心空间分辨率为~16.61 lp/mm(阴极电压-3.0 k V).模拟阴极上不同离轴点、变像管不同成像倍率和不同阴极电压3种情况对变像管空间分辨率的影响.通过设计变像管,构建实验平台,测试变像管空间分辨率,在阴极电压为-3.0 k V时,测试结果为~13 lp/mm.     

电子束莫尔条纹的智能提取及其特征参数分析

电子束莫尔条纹的强度、角度、距离和线宽等特征参数是分析短磁聚焦分幅变像管成像性能,探讨像管空间分辨性能提升的重要信息.为提升莫尔条纹的提取和参数分析效率,采用巴特沃斯低通滤波器、阈值选取算法和区域匹配算法,通过Matlab的GUI界面对条纹提取和参数分析,实现了智能操作和批处理.研究结果显示,电子束莫尔条纹信息的提取时间为~12 s,莫尔条纹倾斜角度和间距的提取结果与人工操作的差异分别仅为~1.75%和~3.13%.该方法可实现条纹信息的批处理,有效提升海量信息中电子束莫尔条纹的提取及其参数分析效率,为研究短磁聚焦分幅变像管的空间分辨性能提供可靠数据.     

微分算子在车牌定位中的应用

针对复杂环境下车牌定位问题,提出基于微分算子的方法。首先用二阶微分算子对图像在3×3邻域内进行处理,并基于欧氏距离变换,改进处理后的投影曲线;然后,通过曲线的波谷微分值,初选车牌区域,并根据区域内的波谷微分值比、曲线占空比等参数,对车牌在竖直方向定位;最后,在此基础上,通过水平方向二阶微分投影曲线,提取车牌。通过研究表明,该算法具有较高的准确率。     

基于局部P氏熵的车体区域定位

车牌识别中,车体区域的定位是一个重要的步骤。对复杂的背景下如何定位车体区域,提出一种新的思考方法,该方法把P氏熵的原理和信息熵的物理意义同图像的灰度变化结合起来,通过找出最大的局部P氏熵,来实现车体区域的定位。研究结果表明,基于局部P氏熵的图像分析方法,在车体区域定位中是可行的。     

基于区域最大图像熵的车牌二值化算法

针对二值化算法,提出了基于区域最大图像熵的算法.该算法把图像熵表征局部剧烈变化的物理意义、区域最大值基于整体变化考虑最大值的优点以及车牌图像目标与背景灰度分布存在一定比例的特点这三者有机结合,通过局部与整体相互补的原则,采用具体问题具体分析的方式,实现了图像二值化.通过研究证明,该算法对于不同颜色、不同噪声强度的图像都具有一定的适应性和实用性.     

电子束时间展宽皮秒分幅相机

研制了基于电子束时间展宽技术和微通道板（microchannel plate,MCP）选通技术的时间展宽分幅相机。相机有三条厚度80 nm、宽度8 mm的微带阴极,阴极上加载斜率为2.1 V/ps的高压斜坡脉冲,使得先发射的电子较后面的电子速度快,经过50 cm的漂移区后,电子束产生时间展宽,从而提高相机时间分辨率。阴极和MCP均加载了脉冲电压,因此,需要精确同步光脉冲、阴极脉冲和MCP选通脉冲,分析了完整的同步过程。当阴极仅加直流电压,无电子束时间展宽时,获得相机的时间分辨率为78 ps。当阴极加载高压斜坡脉冲时,电子束时间展宽技术将系统的时间分辨率提高至12 ps。改变延时,将光脉冲分别同步在斜坡脉冲不同位置,获得了时间分辨率与同步位置的关系。