圆柱筒式脉冲均匀光源在各种光学标定中有广泛应用。应用Monte-Carlo方法对光子进行跟踪模拟，通过变权重法和固定权重法两种算法得到出光面接收的相对光照度。当内壁反射类型、光源的位置、圆柱筒的高度与直径比不同时，出光面形成的光照度均匀性不同。通过模拟结果可知，当内壁为漫反射时，圆柱筒长度与直径比越大，出光面的光照度越均匀; 但当比值大于3/2时，均匀性已无明显变化。最终得到满足标定实验要求的圆柱筒的最佳结构。
均匀光源 Monte-Carlo方法 光子跟踪 模拟 uniform source Monte Carlo photon tracing simulation
X射线源的焦斑尺寸是反映杆箍缩二极管射线源成像性能的重要参数。利用针孔成像法对MeV级脉冲X射线源的焦斑进行了2维图像测量。厚针孔采用直孔段加单锥体结构, 直孔段孔径为0.2 mm。对于0.5 MeV的X射线, 5倍成像倍率下调制传递函数值为0.5时空间分辨达到2.0 lp·mm-1。图像采集系统由闪烁体、物镜和CCD相机组成, 物镜的成像倍率约0.34。实验结果经过模糊校正后, 得到了焦斑的图像和调制传递函数。根据调制传递函数值为0.5时对应的空间频率值, 给出X射线源焦斑的尺寸。阳极杆直径为1.2 mm时, X射线源焦斑的高斯分布等效直径为0.86 mm。
杆箍缩二极管 脉冲X射线源 焦斑 针孔 图像测量 rod-pinch diode pulsed X-ray source spot size pinhole imaging measurement
粒子场的数字全息诊断中，良好的再现算法能够在较短的时间内给出高质量的再现像。利用标准粒子板模拟单层面的粒子场，使用大面阵CCD实现同轴数字全息记录，得到了大尺寸的数字全息图。针对4种数字全息再现算法，本文从再现图像的质量、再现全息图的大小和计算速度3个主要方面进行了比较研究，结果表明角谱算法(FFT-AS)具有再现图像背景均匀，再现结果中无物理图像压缩，可以再现大尺寸的全息图且具有较快计算速度的优点，适合于粒子场同轴数字全息图的再现计算。
数字全息 衍射计算 再现算法 粒子场 digital holography diffraction calculation reconstruction algorithm particle fields
1 西北核技术研究所, 西安 710024
2 西安武警学院 物理系, 西安 710012
在粒子场全息实验中, 研究了4F光学成像系统不抽真空时, 其内部实焦点处由于光脉冲能量聚焦引起的空气击穿现象。发现在这种情况下得到的同轴和离轴全息粒子再现像, 与实焦点未被击穿时得到的正常全息再现像相比, 其强度分布发生了反转。理论分析表明, 这种情况是由于实焦点处空气击穿引起的空间滤波效应造成的。研究发现:在离轴粒子场全息实验中, 合理调整曝光强度, 利用4F系统中的空气击穿效应可以获得高清晰度的全息再现象。
全息 粒子场 空气击穿 同轴 离轴 再现像 holography particle field air-ionization in-line off-line reconstructed image 强激光与粒子束
2010, 22(12): 2999
1 西北核技术研究所,西安 710024
2 西安武警学院 物理系,西安 710012
为了掌握同轴粒子场全息诊断中再现系统参量,如放大率、光强、图像采集设备及背景光等因素对粒子再现像质量的影响,开展了系列的实验研究。由实验可知,调节再现光的强度,使背景光强尽量接近CCD阈值下限,可以得到背景噪声均匀、再现清晰度高的图像;而对于粒径在20μm以下的较小粒子及具有一定放大率的再现系统,则需要通过适当增加再现光强度来得到高清晰度的图像;保持实验室的暗背景环境对图像采集是非常有利的。结果表明,此方法可以在粒子场全息再现过程中获得高清晰度粒子再现像。
全息 粒子再现像 实验 光强 图像 holography reconstructed particle image experiment light intensity image
1 西北核技术研究所, 陕西 西安 710024
2 西安武警学院物理系, 陕西 西安 710012
在粒子场的定量分析中, 通常采用外加标准丝作为粒子尺寸测量的定标尺度。为了解一定景深范围内存在的标准丝再现像实验测量结果的影响, 从理论和实验上详细分析了标准丝再现像在不同位置处的强度分布及变化, 指出了常规定标方法对粒子场图像数据所带来的影响, 同时提出了一种新的定标方法——非实时定标方法。实验结果表明, 非实时定标方法在保持空间定位精度的基础上, 测量得到的标准粒子尺寸的不确定在4%左右。该方法有效地解决了标准丝再现像对粒子尺度测量精度影响问题, 可以用于粒子场实际测量工作中。
全息 定标 非实时定标 粒子场图像 标准丝
1 清华大学,工程物理系,北京,100084
2 西北核技术研究所,西安,710024
提出了用旋转台阶对辐射源成像的方法.对台阶响应曲线微分可得到辐射源2维出射强度沿台阶方向的1个投影,通过旋转台阶体,可得到完整的正弦图,从而可用层析重建算法重建出辐射源区的强度分布.用钨合金台阶体在1个60Co源上进行成像实验,从400个角度的台阶响应数据重建出60Co源活性区图像,表明该方法是可行的.此方法可推广到大孔径圆孔台阶体,用于测量X射线焦点等小尺寸辐射源的尺寸.
辐射源 台阶 层析 图像重建 强激光与粒子束
2007, 19(10): 1735
