强激光与粒子束
2022, 34(12): 122005
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心 等离子体物理重点实验室,四川 绵阳 621900
2 北京大学 物理学院,北京 100871
为了在百kJ高功率激光装置上建立D3He质子照相平台,采用一维辐射流体程序Helios-CR对D3He爆推靶质子产生进行了模拟,综合考虑多种因素给出在百千焦高功率激光装置上开展质子照相所需要的激光和靶球建议参数。结合激光装置现有条件,分析了在1015 W/cm2左右激光强度下D3He质子产额随靶球半径、激光强度、充气压力和SiO2球壳厚度等参数的变化规律,给出了靶球半径300 μm,内充D3He气体压强1.8 MPa,SiO2球壳厚度3.5 μm左右等优化参数,预计此条件下D3He质子产额可达109~1010。通过模拟得到的质子产额变化规律,为质子照相平台的正式建立和实验参数选取提供了参考。
直接驱动 爆推靶 单色质子源 direct drive implosion exploding pusher target monochromatic proton source 强激光与粒子束
2022, 34(12): 122003
强激光与粒子束
2022, 34(12): 122001
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心 等离子体物理重点实验室,四川 绵阳 621900
提出了一种基于混合像素探测器作为记录介质的用于激光聚变内爆D3He质子源能谱和产额测量的在线磁谱仪诊断系统。通过对探测器上特征团簇数目和能量的识别,结合诊断系统排布,可以快速获取激光聚变反应产生的D3He质子源的能谱和产额。在神光装置上对该诊断系统进行了测试。实验使用31束纳秒激光聚焦到靶丸上驱动聚变反应。靶丸内充有原子比1∶1的D2和3He的混合气体。在线磁谱仪诊断系统测量到了中心能量在14.6 MeV、半高全宽为2.1 MeV、产额约(2.3±0.13)×109的初级D3He质子能谱。该系统的建立可以实时给出D3He质子源能谱和产额信息,从而更加及时地指导实验的开展。
激光聚变 内爆 质子能谱 在线诊断 laser fusion implosion proton spectrum online diagnosis 强激光与粒子束
2022, 34(5): 052001
1 中国科学技术大学工程科学学院,安徽 合肥 230026
2 精密科学仪器安徽普通高校重点实验室,安徽 合肥 230026
3 之江实验室,浙江 杭州 311121
光声计算断层成像(PACT)是近年来迅速发展的一种无损生物医学成像技术,在生物医学领域有着较高的应用价值。为了获得高质量的光声图像,成像系统的信号采集装置需要配备高密度的阵列探测器。但在实际应用中,由于经济成本、制造工艺及成像时间等因素的限制,探测器的排布往往较为稀疏,难以实现稳定重建,导致重建图像中出现条纹伪影。为了解决这一问题,本文提出一种基于双域神经网络的PACT图像重建算法。该算法主要包含三个模块:数据域网络、反投影层和图像域网络,其中数据域网络和图像域网络可分别对光声数据和光声图像进行增强,以提升图像质量。为了对网络进行训练和测试,构建了一个血管仿真数据集和一个小鼠活体试验数据集。研究结果表明,所提算法可以有效地抑制条纹伪影,提升图像质量,并且重建性能优于其他重建算法。
生物光学 光声成像 图像重建 神经网络 稀疏视角
1 中国科学技术大学物理学院,安徽 合肥 230026
2 南京航空航天大学自动化学院,江苏 南京 211106
3 中国科学技术大学工程学院,安徽 合肥 230026
4 精密科学仪器安徽普通高校重点实验室,安徽 合肥 230026
在光声断层成像中,通常利用超声换能器阵列接收光声信号,其制造成本较高,并且阵元数量对最终成像质量有重要影响。为了提升稀疏视角下光声重建的图像质量,提出了一种基于改进的U-Net神经网络结构的稀疏视角光声图像质量增强方法,该方法采用的改进的U-Net网络的特点在于通过添加连续卷积层替换跳接层,提升编码器和解码器拼接特征的匹配度;同时利用了基于多尺度结构相似性指数的损失函数对网络进行训练。基于仿体数据集和活体数据集的实验结果表明,改进的U-Net网络具有很好的图像细节重建能力,其所得的重建图像质量优于经典的U-Net网络。
医用光学与生物光学 光声断层成像 图像重建 稀疏视角 深度学习 U-Net 激光与光电子学进展
2022, 59(6): 0617022
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 等离子体重点实验室,四川 绵阳 621999
2 西南科技大学 极端条件物质特性联合实验室,四川 绵阳 621010
3 北京应用物理与计算数学研究所,北京 100088
动理学效应的研究是近年来激光惯性约束聚变领域的研究热点,有助于理解实验结果和传统流体模拟之间的偏差。间接驱动黑腔中等离子体的温度、密度跨越多个量级且靶丸组分复杂,在局域的高温低密度区域,粒子的非平衡效应开始变得显著,可能会间接影响内爆性能。对ICF领域动理学效应的概念和部分进展做了简要综述。
激光聚变 动理学效应 非平衡 laser fusion kinetic effect thermal non-equilibrium 强激光与粒子束
2021, 33(1): 012004
强激光与粒子束
2020, 32(8): 082001
红外与激光工程
2020, 49(7): 20190507