采用离轴脉冲激光全息诊断技术,在发动机试车台上对某型号涡轮发动机喷嘴在常温常压及高温纯空气来流条件下的燃油雾化参数进行了实验测量,获得了雾化场空间结构特征、雾化粒子空间位置、数量分布以及索太尔平均直径分布等三维量化数据。实验结果表明,常温常压条件下,该型号喷嘴形成的雾化场呈空心圆锥体分布,雾化粒子集中分布在锥体表面,粒子直径多在60~80 μm之间,随距喷嘴距离的增加,粒子直径减小且趋近一致,表现出均匀的雾化效果;喷射压力较低时,近喷嘴区域密集涡流环下游出现一个类似主流环的涡流环,随着喷射压力的增大,喷嘴附近涡流环数量减少,液膜波纹及细丝增多,下游没有观察到主流环;射流两侧的雾化结构呈现不完全对称分布。在800 K、5.5 kPa的高温纯空气来流作用的工况条件下,燃烧室内雾化粒子的平均直径减小至12 μm左右,雾化质量得到明显改善。

在辐射成像系统测量辐射源边界中, 有闪烁体时间弥散效应得到的边界值与没有闪烁体时的真实边界值存在差别, 影响辐射源尺寸变化计算。研究构建了一类辐射源强时间宽度、半径扩散速率与边界相对强度不同的辐射源, 应用卷积和图像强度梯度法, 对选用BC408, LaBr3和LSO闪烁体得到的边界与真实边界的偏差进行了数值模拟计算。结果表明, 拍摄时间为20 ns时, 由BC408闪烁体得到的边界值偏差最小; 若偏差小于1 mm认为闪烁体适合测量, BC408, LaBr3和LSO测量的强度时间宽度最小值分别为33 ns, 133 ns和266 ns; 拍摄全积分图像时偏差大小不受闪烁体不同的影响; 最终得出的偏差计算公式较好地反映了真实偏差的变化趋势。

对含高密度差材料的大尺寸多层球壳构件采用双能CT方法进行无损检测,当采用高能射线扫描时,低Z材料区对射线基本无阻挡,而采用低能射线扫描时又会被高Z材料区截断,因此需要根据双能射线投影特征开展针对性的图像重建方法研究。首先，根据材料结构特征建立仿真模型,分别模拟得到高、低能射线的投影正弦图,然后采用滤波反投影和代数重建法等算法进行图像重建。通过仿真和比较分析,得出先融合投影再重建图像的方法要整体优于先分别重建再融合图像的方法。另外，为保证图像重建质量,在进行扫描射线能量选择时,要考虑提高局部投影质量,更要尽量减少被截断的总投影量。

重建算法是计算机断层成像（CT）技术的核心。在解析法CT重建过程中，结合先验信息和引入优化约束条件较为困难。通过对滤波反投影(FBP)原理及其重建图像与理想CT 图像差值关系的分析，构造了以FBP 为基础的迭代循环，解决了解析重建过程中先验信息的利用和优化约束条件的引入问题。为抑制迭代FBP 产生的图像伪影，将全变分(TV)模型引入重建过程，建立了TV 约束迭代滤波反投影CT 重建方法。在数值模拟中，针对完善投影数据、稀疏投影数据、含金属投影数据和有限角投影数据等不同情况，重建出了与原始模型高度一致的CT 图像，研究表明TV 约束迭代滤波反投影方法是一种精度高、适应性较强的CT重建方法。

为去除X射线CT图像中的环形伪影,建立了一种投影数据预处理方法。该方法通过对各角度投影数据逐一进行分段多项式拟合的方式建立异常探元的备选校正因子集合,再根据备选校正因子的概率密度分布确定最可几校正因子。介绍了方法的物理依据、原理及其实现步骤,并分析了其在复杂条件下的适应性。结果表明:该方法对稀疏环形伪影、密集环形伪影以及伴随强噪声污染的CT图像环形伪影均可去除;与中值滤波等方法相比,可以更好地保持图像的空间分辨率。该方法可用于多材质检测对象CT图像的处理。

从理论上分析了中子在CCD相机拍摄图像中引起的瞬态干扰噪声的机理,并针对两种不同类型的CCD相机,在能量为14 MeV和2.5 MeV的低强度稳态中子源上开展了实验研究,分析了噪声特征与入射中子能量、入射角度、注量及CCD相机结构的关系。实验结果表明中子瞬态干扰噪声主要表现为脉冲噪声,且出现斑点现象,与理论分析结果相吻合。研究得出了噪声特征随入射中子注量变化的规律,比较了不同能量及不同入射角条件下的噪声特性,并分析了两种不同结构的CCD相机响应特性的差别。

辐射成像系统中，射线沿闪烁体厚度方向产生的光经过镜头形成一个弥散的像。这通常是此类系统空间分辨的主要限制因素。建立了几何光学成像模型，描述了近心光路中此图像的空变特性。用点扩散函数均方根半径表征系统空间分辨性能，给出了图像点扩散函数均方根半径的表达式，其与闪烁体厚度、折射率、镜头相对孔径、成像倍率、射线入射点相对位置直接相关。将硅酸镥晶体3维发光强度分布与镜头进行耦合，分析了闪烁体发光强度分布对耦合的影响。采用点扩散函数均方根半径为最小的原则，建立了一个推导闪烁体相对于物镜放置在最佳位置的方法。

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。

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。