中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
叙述了超高速同时分幅/扫描摄影技术在柱面内爆磁能量压缩实验中的研究应用，用自研的国内首台同时分幅/扫描超高速光电摄影系统，拍摄到柱面内爆强磁场压缩过程同一时基、同一空基且具有超高时空分辨的一维和二维清晰图像。成功观察到柱面套筒内爆整个压缩过程，获得了该过程直径随时间变化曲线及压缩速度。实验结果表明，柱面套筒内爆强磁场压缩过程中存在界面不稳定性和不对称性现象，整个过程压缩时间8～10 μs，压缩速度3.8～4.5 km/s。
柱面内爆 磁通量压缩 高速摄影 同时分幅/扫描光电相机 cylindrical implosion magnetic flux compression high-speed photography simultaneous framing and streak optic electronic c 强激光与粒子束
2015, 27(11): 115002
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
定性分析了X射线散射对面密度测量结果的影响,给出了面密度测量结果偏差的评估表达式.利用蒙特卡罗方法数值模拟了不同照相布局、不同光源能量和不同材料类型情形下X射线散射对测量结果的影响.模拟结果表明:在无防护窗情形下,被测物自身散射将导致测量结果偏小;在有防护窗情形下,前窗散射对测量结果的影响不大,后窗散射对测量结果的影响与接收介质离被测物的距离有关,具体表现为距离越小影响越大;在一定光子能量范围内,光源能量越低散射导致的测量偏差越大;被测物的原子序数和密度越大,散射导致的测量偏差越大.
X射线 散射 面密度 蒙特卡罗 X-ray scattering areal density Monte-Carlo method 强激光与粒子束
2015, 27(6): 064001
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621999
果冻内爆实验是一种研究柱形汇聚条件下Rayleigh-Taylor不稳定性的实验方法，由于高速摄影图像不能分辨反弹阶段果冻内界面的扰动，因此采用中低能X光照相CCD相机接收技术开展果冻与气体混合区域的实验研究，获得了果冻环在不同时刻压缩、反弹的发展状况及其内外边界，并观测到果冻质量分数降低时果冻与气体混合界面的变化。实验结果表明：X光照相可作为测量湍流混合区域的半定量测试技术，有助于研究果冻内爆中的气液界面Rayleigh-Taylor不稳定性现象。
X光照相 果冻内爆实验技术 Rayleigh-Taylor不稳定性 湍流混合区域 X-ray radiography gelatin implosion technique Rayleigh-Taylor instability turbulent mixing zone 强激光与粒子束
2014, 26(3): 034002
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国科学院 上海光学精密机械研究所, 上海 201800
在拍瓦级飞秒激光装置上完成了两轮激光驱动甲烷气体靶的实验, 用产生的X光源配合SCCD(转换屏+CCD相机)对小型金属器件背光成像, 采用经验公式和PIC数值模拟方法分别预估了超热电子温度, 得到X光能量分别为377 keV和130 keV, 据此两轮实验分别选择1.3 mm和0.8 mm厚度的轫致辐射体。分析比较了两轮实验背光成像质量。通过对次轮实验图像中铝、铜金属台阶灰度值曲线的分析求得X光的能量分别为49 keV和92 keV, 这表明采用PIC数值模拟方法得到的X光能量更加符合实验结果。
飞秒激光 气体靶 团簇 X光 超热电子 能谱 femtosecond laser gas target cluster X-ray hot electrons energy spectrum 强激光与粒子束
2012, 24(11): 2651
1 中国工程物理研究院流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院, 四川 绵阳 621900
针对椒盐噪声的特点,提出了一种改进的自适应中值滤波算法。该算法通过对小窗口内非噪声点的检测来决定是增大滤波窗口还是选择输出。新算法尽可能地减小了滤波窗口,使得图像细节得到更好的保持。数值试验结果表明,新算法能够在有效抑制噪声的同时更好地保持图像细节信息,尤其在高概率密度噪声条件(＞70%)下也能取得较好的结果,比传统自适应中值滤波算法的PSNR提高了3 dB以上,算法执行效率提高了近5倍,是一种简单、快速且有效的椒盐噪声滤除算法,在实际应用中有利于实现实时处理。
自适应 中值滤波 概率密度 adaptive median filtering probability density
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
针对高能闪光照相投影图像消模糊难度大的问题, 提出了一种基于全变分正则化的消模糊图像重建算法, 该算法根据闪光照相的成像特点, 将客体的纵向截面作为一个整体来进行建模, 并在重建方程中考虑了模糊因素, 然后采用全变分范数作为正则项, 构建了用于消模糊图像重建的展平泛函, 将消模糊图像重建问题转化为能量泛函极小化问题, 通过固定点迭代算法求解图像重建问题的最小化解。数值模拟结果表明：该算法由于考虑了闪光照相成像时的图像模糊因素, 在重建时能够较好地消除模糊对重建结果的影响, 在抑制噪声的同时能较好地保持图像的边缘信息, 有利于提高重建图像的质量。
闪光照相 全变分 正则化 消模糊 图像重建 flash radiography total variation regularization deblur image reconstruction
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
针对闪光照相图像信噪比低的特点,提出了一种基于广义变分正则化的图像重建算法,该方法采用p-范数取代目前广泛采用的全变分范数作为正则项,构造了用于图像重建的展平泛函,将图像重建问题转化为目标泛函最优化问题,采用固定点迭代法求解图像重建的最优解。数值计算结果表明,该算法在重建过程中能够有效抑制图像噪声,并加大对图像边缘的保持能力,从而提高了图像重建质量,是一种有效且性能优良的闪光照相图像重建算法。
闪光照相 广义变分 正则化 全变分 非线性偏微分方程 flash radiography generalized variation regularization total variation nonlinear partial differential equation 强激光与粒子束
2009, 21(12): 1903
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
针对基于将X光转换成可见光接收的硬X光光电成像系统,研究了系统面密度分辨能力的理论模型,获得了系统面密度分辨能力的上下限的表达式;建立了对硬X光成像系统对面密度分辨能力的测量方法。利用自制面密度分辨率板,实验测量了由射频X光机、转换屏、光纤锥耦合和CCD相机组成的硬X光光电成像系统在不同照射量下的面密度极限分辨能力的上下限值。实验结果与理论分析模型分析趋势一致,在未饱和条件下面密度分辨力上限随着照射量的增加而不断增加,而面密度分辨力下限随着照射量的增加将减小。
硬X光 成像系统 面密度 照射量 转换屏 hard X-ray radiography imaging system areal density exposure scintillator 强激光与粒子束
2009, 21(10): 1467
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
在有核环境下的X光闪光照相中,为保证CCD光电接收系统的安全和有效使用,开展了科研所需剂量的辐射背景对闪光照相光电接收系统影响的研究。理论分析结果表明:科研要求的辐射剂量远小于X光闪光照相光电接收系统各器件的辐射损伤阈值,不会造成辐射损伤;辐射背景在CCD相机图像上形成的本底灰度对成像质量的影响很小。实验结果显示,通过建立和选择适当的屏蔽方式可以保证以下两点:一是科研所需剂量的辐射背景在CCD相机图像上形成的本底灰度要小于科学级相机的固有本底噪声,可以保证图像质量;二是在科研所需剂量的粒子和射线辐射下,X光闪光照相光电接收系统工作正常。
252Cf源 X光闪光照相 光电接收系统 转换屏 辐射损伤 辐射本底灰度 252Cf source X-ray flash radiography CCD CCD photo-electrical receiving system scintillator irradiation damage irradiation background grey scale
