阐述了三种不同芯径的紫外石英光纤的稳态γ射线辐照效应,对比研究了其发光特性、光谱衰减以及光谱展宽.设计了基于钴-60源的大芯径紫外石英光纤稳态γ射线辐照效应实验,对三种芯径(200μm,400μm和600μm)的光纤进行了研究.实验表明,大芯径紫外石英光纤在稳态γ射线辐照下存在稳定的发光现象,并对其光谱衰减有补偿作用,其光谱展宽效应不明显.
大芯径紫外石英光纤 辐照效应 稳态辐照 large-core quartz optical fiber radiation effects steady radiation
为验证折射率调制的脉冲射线束探测技术，建立了原理验证系统。该系统基于平行平板干涉原理，测量传感介质的折射率在射线激发下的瞬时变化。传感介质为GaAs，探针光为1310 nm单模激光，外界激发射线源平均能量为300 keV，脉宽为20 ns。使用带宽775 kHz的近红外InGaAs光电探测器，观测到了GaAs晶体在脉冲射线激发下的折射率变化。初步理论分析表明，射线脉冲在GaAs中产生的非平衡载流子浓度为1014 cm-3量级，折射率变化为10-6量级。折射率变化的实验结果与理论计算在量级上是符合的。实验结果表明，基于折射率调制的脉冲射线束探测技术基本可行，利用该系统可进一步发展高时间分辨的脉冲射线束探测技术。
脉冲辐射探测 折射率调制 载流子浓度 干涉仪 超快脉冲探测技术 pulsed radiation detection refractive index modulation carrier density interferometer ultrafast-pulse detecting technology 强激光与粒子束
2014, 26(11): 114005
为实现μs档条纹相机扫描非线性标定, 建立了基于延时可调信号源和外触发激光器的条纹相机μs档扫描非线性标定系统, 弥补了标准具法的不足。系统通过延时值的递增, 得到条纹相机扫描速度在全扫程的变化。系统中时间关系抖动来源主要是测试设备延时抖动和条纹相机触发延时抖动。时间抖动测试与分析显示, 条纹相机延时抖动±0.6 ns, 测试设备延时抖动±0.3 ns, 系统总时间抖动±0.7 ns。系统时间抖动会造成最终时间轴信息的起伏。大量数值模拟分析表明, 时间轴起伏对系统时间抖动的影响±2 ns, 在可以接受的范围内。因此, 该系统能够胜任条纹相机μs扫程时间信息的测量标定。
条纹相机 扫描非线性 高精度延时信号源 时间抖动 曲线拟合 streak camera sweep nonlinearity delay tunable signal source timing uncertainty curve fitting 强激光与粒子束
2014, 26(8): 082006
介绍了一套用于多间隙气体开关光学诊断的光纤探测系统，该系统主要由光纤阵列探测器和沉入式日盲型光纤探测器构成。用该系统研究了多间隙气体开关的详细击穿过程，并分析触发电压、气压及紫外光预电离对开关性能的影响。光纤阵列探测器定时精度小于0.6 ns，脉冲响应3.2 ns；日盲型光纤探测器光谱响应为260~320 nm，通过实验可知，气体开关击穿次序为：3#-2#-1#-4#-5#-6#，统计时延和过压击穿时延占主要部分；提高开关的触发电压、降低开关的工作气压，主要影响开关击穿过程的前半部分，从而降低开关的击穿抖动；如果能够产生强度稳定的紫外光，可以改善开关的抖动性能。
光纤探测器 多间隙气体开关 光学诊断 快前沿直线脉冲变压器驱动源 optical fiber detector multi-gap gas switch optical diagnosis fast linear transformer driver
提出了一种利用光纤波长色散测量脉冲光谱的方法。由于具有较宽光谱的脉冲光在一定长度的光纤中传播时会发生波形展宽，需要根据测量和标定结果校正展宽的波形才能得到光源的实际光谱曲线。标定时首先利用ps级脉冲光源对测量系统进行时间响应标定，得到系统的时间响应函数; 接着测量不同波长光的走时，得到不同波长的群折射率; 最后测量光纤中的光谱衰减，得到各种波长的相对衰减或传输效率。利用以上3个标定结果，对波形进行数字逆卷积，并进行走时校正和衰减系数校正，即可对所得到的波形进行恢复。经实验测量和数据处理，得到了一种红光闪烁体的发光光谱曲线，其中心波长与用其他方法测到的中心波长的差小于2 nm，谱线形状基本一致。研究显示，在脉冲光的脉冲宽度远小于其色散展宽时，可以利用光纤的波长色散对脉冲光的光谱进行测量。
光纤色散 脉冲光谱 发光光谱 闪烁体 optical fiber dispersion pulse light spectrum luminescent spectrum scintillator
选择尺度融合的小波边缘检测算子对平面丝阵Z箍缩条纹相机图像进行处理，分析了影响边缘检测效果的参数。处理结果显示：如果边缘像素比例取合适值(4%～7%)，若尺度取较大值时边缘定位不够精确，取较小值时受噪声影响较大；尺度融合的小波边缘检测算子则能精确判断图像边缘位置，同时受噪声影响较小；与直接判读方法相比,通过尺度融合的小波边缘检测算法判读的数据更稳定平滑，更能抵抗噪声的干扰。
小波多尺度边缘检测 数据融合 平面丝阵Z箍缩 内爆速度判读 multi-scale edge detection data fusion planar wire array Z-pinch implosion velocity interpretation 强激光与粒子束
2011, 23(10): 2786
1 西北核技术研究所，陕西 西安 710024
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理学研究所,吉林 长春 130033
为得到纯石英阶跃光纤(SI-PDF)中漏泄模式光线功率的传输特性，应用光线投影积分法，推导了不同入射角的激光束在大芯径SI-PDF光纤中的传输功率计算公式，在不同入射角激光束照射下，分别对3、67、140 m SI-PDF光纤的输出功率特性进行了理论和实验研究，用最小二乘法原理对对数坐标下的实验数据进行拟合，得出了损耗系数。结果表明：入射角在0～12°内时，不同入射角功率输出和损耗系数近似一常量，其中损耗系数约为13 dB/km；入射角＞12°时，不同入射角光功率随入射角增加呈指数衰减规律，其损耗系数随入射角增大而增大，在12°时损耗系数值为26 dB/km，在28°时达到了82 dB/km。
SI-PDF光纤 漏泄模式光线 光线投影积分法 损耗系数 large-core optical fiber tunneling ray light-ray projection integral method loss coefficient 光学 精密工程
2009, 17(10): 2406
引入材料色散和漏泄模式光线的传输效应,对D.Gloge多模光纤脉冲响应公式进行修正,利用修正后公式数值计算了在闪烁光激励下纤芯半径为0.1 mm、长50 m的石英阶跃光纤的冲击响应波形,该波形近似一高斯函数,半高宽为3 ns,前沿比后沿慢0.8 ns,且后沿存在拖尾。用该响应波形通过数值方法得到了闪烁体-光纤系统时间响应波形,与实验结果相比较,两者基本吻合。
大芯径阶跃光纤 光纤冲击响应函数 漏泄模式光线 闪烁体-光纤无源探测系统 large-core step-index fiber time response of fiber tunneling ray scintillator-fiber passive detector system
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
主要介绍了为"强光一号"加速器丝阵负载Z箍缩实验设计的可见光图像诊断系统,系统时间分辨约为5
ns,空间分辨约为6.5 lp/mm,光谱响应范围365～750 nm.系统能够满足从早期单丝电离到等离子体柱飞散整个Z箍缩过程的诊断要求,
给出了系统在Z箍缩实验中获得的丝阵负载内爆图像序列,并对其反映的内爆现象进行了初步的唯象分析.
图像诊断 分幅相机 丝阵Z箍缩 可见光
