Dawei Yuan 1,2,*Shaojun Wang 3,7Huigang Wei 1Haochen Gu 3,7[ ... ]Jie Zhang 3,4,6,*
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Optical Astronomy, National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
2 Institute of Frontiers in Astronomy and Astrophysics of Beijing Normal University, Beijing, China
3 Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
4 Key Laboratory for Laser Plasmas (MOE) and School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China
5 Department of Astronomy, Beijing Normal University, Beijing, China
6 Collaborative Innovation Center of IFSA, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China
7 School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
8 Songshan Lake Materials Laboratory, Dongguan, China
The velocity interferometer system for any reflector (VISAR) coupled with a streaked optical pyrometer (SOP) system is used as a diagnostic tool in inertial confinement fusion (ICF) experiments involving equations of state and shock timing. To validate the process of adiabatically compressing the fuel shell through precise tuning of shocks in experimental campaigns for the double-cone ignition (DCI) scheme of ICF, a compact line-imaging VISAR with an SOP system is designed and implemented at the Shenguang-II upgrade laser facility. The temporal and spatial resolutions of the system are better than 30 ps and 7 μm, respectively. An illumination lens is used to adjust the lighting spot size matching with the target size. A polarization beam splitter and λ/4 waveplate are used to increase the transmission efficiency of our system. The VISAR and SOP work at 660 and 450 nm, respectively, to differentiate the signals from the scattered lights of the drive lasers. The VISAR can measure the shock velocity. At the same time, the SOP system can give the shock timing and relative strength. This system has been used in different DCI campaigns, where the generation and propagation processes of multi-shock are carefully diagnosed.
double-cone ignition streaked optical pyrometer velocity interferometer system for any reflector 
High Power Laser Science and Engineering
2024, 12(1): 010000e6
光电工程
2023, 50(5): 220256
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Plasma Physics and Fusion Engineering and CAS Key Laboratory of Geospace Environment, University of Science and Technology of China, Hefei, China
2 Department of Modern Mechanics, University of Science and Technology of China, Hefei, China
3 Collaborative Innovation Center of IFSA, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China
Pulse shaping is a powerful tool for mitigating implosion instabilities in direct-drive inertial confinement fusion (ICF). However, the high-dimensional and nonlinear nature of implosions makes the pulse optimization quite challenging. In this research, we develop a machine-learning pulse shape designer to achieve high compression density and stable implosion. The facility-specific laser imprint pattern is considered in the optimization, which makes the pulse design more relevant. The designer is applied to the novel double-cone ignition scheme, and simulation shows that the optimized pulse increases the areal density expectation by 16% in one dimension, and the clean-fuel thickness by a factor of four in two dimensions. This pulse shape designer could be a useful tool for direct-drive ICF instability control.
double-cone ignition hydrodynamics instability machine-learning optimization pulse shape optimization 
High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(3): 03000e41
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学核科学技术学院,安徽 合肥 230026
2 上海交通大学IFSA协同创新中心,上海 200240
针对双锥对撞点火方案实验中的受激布里渊散射过程,发展了一套门控角分辨全口径背向散射诊断系统。设计了光纤阵列,对神光-ⅡU装置打靶伺服反射镜上的散射信号进行收集,利用其时间特性,通过相对测量的方式,获得了角分辨的背向受激布里渊散射能量份额,发现其角分布敏感依赖于激光在球壳表面的辐照模式,为深入研究双锥对撞点火方案中的受激布里渊散射过程提供了可靠的实验结果。
激光光学 双锥对撞点火 受激布里渊散射 角分辨全口径背向散射诊断 
光学学报
2023, 43(11): 1114001
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川绵阳621900
提升工业CT检测系统的技术性能一直是射线无损检测领域系统研发人员和用户共同追求的目标。基于这一目标,提出了采用耦合闪烁屏与科学级面阵CMOS相机的CT图像探测方法,本文介绍了利用该方法在微焦点工业CT系统硬件研制和软件开发方面涉及的重要工程技术细节。给出了自主研发的抗辐照X射线数字相机与商用平板探测器的实测技术指标对比结果、X射线CT集成软件(CTER MAX)与商用软件在CT重建算法计算效率方面的对比结果以及CT系统空间分辨率检测结果。结果表明:抗辐照X射线数字相机具备超高像素采样、低噪声、高动态范围、高分辨、耐辐照、低成本等优势,尤其在空间分辨率上较平板探测器有更大的提升空间,使用更为灵活,适应更多应用场景需求;CTER MAX软件功能完整、操作友好、较商业软件在计算性能上有约4.5倍的速度提升;CT系统综合空间分辨率最高为5 μm,与射线源焦斑尺寸相当。整个系统运行稳定可靠、可推广应用于航空发动机叶片、岩芯检测等各工业无损检测领域。
工业CT 无损检测 X射线数字相机 锥束 图像 industrial CT digital X-ray camera non-destructive detection cone beam image 
光学 精密工程
2023, 31(6): 804
刘晴昊 1,2李玉琼 2,*李娜 2薛健 3[ ... ]邹欧 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院大学 工程科学学院,北京00049
2 中国科学院 力学研究所 流固耦合系统力学重点实验室,北京100190
3 中国科学院 力学研究所 非线性力学国家重点实验室,北京100190
土壤原位触探技术是一种获取土壤物理力学参数的重要方法,具有准确、快速、可连续测试等优点,在海洋岩土勘探、行星表面地质探测、军用车辆越野路面机动性评估等领域具有广阔的应用背景。本文系统地概述了土壤原位触探技术的发展历程、仪器组成与基本原理,并介绍了其在民用与**领域的应用。基于圆锥静力触探和自落式动力触探这两种典型的原位触探技术,总结了理论分析方法、数值模拟方法和试验方法在贯入机理研究方面的进展。最后,对土壤原位触探技术进行了展望,为土壤原位触探技术未来的发展提供了理论依据和工程技术参考。
土壤原位触探技术 土壤物理力学参数 圆锥静力触探 自落式动力触探 贯入机理 soil in-situ penetration technology physical and mechanical parameters of soil cone penetration test free fall penetrometer penetration mechanism 
光学 精密工程
2023, 31(5): 588
刘甜 1,*王麟博 1蔡长龙 2,**梁海锋 1[ ... ]龚立榕 1
作者单位
摘要
1 西安工业大学光电工程学院,陕西 西安 710021
2 西安工业大学兵器科学与技术学院,陕西 西安 710021
传统的光学诱饵构成复杂,装载要求较高,为此设计了具有较高反射性能的简单微结构的光学诱饵。首先,通过TracePro光学仿真软件,对玻璃微珠结构、截角角锥结构和立方角锥结构三种不同结构进行反射率的仿真,筛选出最符合光学诱饵高反射率要求的结构。然后,通过对不同尺寸单元微结构的反射仿真,确定光学诱饵的单元微结构尺寸。最后,通过对入射角度偏转对反射率影响的仿真,验证反射结构是否满足光学诱饵的要求。结果表明,立方角锥反射结构更符合光学诱饵的设计要求。
光学器件 光学诱饵 原向反射 立方角锥 仿真研究 
激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0523002
作者单位
摘要
1 湖北文理学院附属医院 襄阳市中心医院肿瘤科 襄阳 441021
2 湖北文理学院肿瘤研究所 襄阳 441021
3 天津医科大学 生物医学工程与技术学院 天津 300050
4 山东省肿瘤医院 济南 250117
为了探讨iCBCT图像用于盆腔肿瘤剂量计算的准确性,本研究选取某院使用Halcyon加速器行放疗的病例30例,利用Eclipse 15.6计划系统重新设计容积旋转调强(VMAT)放疗计划,随后将首次治疗采集的摆位CBCT图像(iCBCT)与计划CT图像(pCT)进行配准,并将每例病例的VMAT计划(pCT计划)移植到iCBCT图像上,基于iCBCT图像标定的CT值-相对电子密度曲线重新进行剂量计算,生成新的治疗计划(iCBCT计划)。采用SPSS 26.0软件对两种计划的剂量学参数进行t检验分析。结果显示,iCBCT计划和pCT的计划相比,计划靶区(Planning target volume,PTV)剂量学参数中D2D98Dmean、适形指数(Conformity index,CI)和均匀性指数(Homogeneity index,HI)结果均较接近,差异平均值依次为0.71%、0.53%、0.97%、0.25%和0.95%,差异无统计学意义(p>0.05)。所统计的危及器官中,左右股骨头、直肠和膀胱的DmeanD5V20V30V40的差异平均值均较小,均无统计学意义(p>0.05),差异平均值最大的参数为膀胱的Dmean,差异值为1.71%。与pCT计划相比,iCBCT计划的Gamma通过率为1%/1 mm标准(88.1±1.1)%,2%/2 mm标准(97.8±1.2)%。两种计划的等中心点剂量与实测值相比差异平均值分别为0.98%和0.81%,差异均无统计学意义(p>0.05)。结果提示,在大多数盆腔病例中,iCBCT图像用于放疗计划剂量计算的结果准确、可靠,准确性满足临床应用的要求。
迭代锥形束CT 剂量计算 盆腔肿瘤 容积旋转调强 Iterative cone-beam CT (iCBCT) Dose calculation Pelvic tumor Volumetric modulated arc therapy(VMAT) 
辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(1): 010303
邓磊 1,2刘桂华 1,2,*邓豪 1,2黄军杰 1,2周炳宏 1,2
作者单位
摘要
1 西南科技大学信息工程学院,四川 绵阳 621010
2 特殊环境机器人技术四川省重点实验室,四川 绵阳 621010
针对交联聚乙烯(XLPE)电缆接头反应力锥参数测量问题,本文结合XLPE电缆接头结构特征与三维点云处理提出了一种XLPE电缆接头反应力锥参数测量算法。该算法先对点云进行去噪及坐标摆正预处理;之后根据XLPE电缆接头的结构特征,得到反应力锥及其相邻区域的目标点云;然后使用依据目标点云中各点与坐标轴的夹角信息及高度信息提出的点云空间划分方法,实现对目标点云的条状划分及块元划分;接着根据条状点云上块元法向量的轴线夹角及改进的凹凸性准则求得各条状点云不同区域的局部点云;在此基础上,使用随机采样一致性(RANSAC)算法及拉格朗日乘数法求取相邻区域拟合平面的相交线,再根据条状点云上各点到相交线的距离,得到初步测量结果;最后,基于残差估计对初步测量结果进行误差校正,得到最终的测量结果。使用尺寸标准及表面具有缺陷的两类电缆接头点云进行测量实验,测量结果的绝对误差分别小于0.2 mm与1.0 mm,相对误差分别小于0.5%与1.5%,说明所提算法具有较高的鲁棒性与测量精度。
测量 三维点云处理 交联聚乙烯电缆接头 反应力锥 参数测量 机器视觉 
中国激光
2023, 50(6): 0604003
作者单位
摘要
1 中国科学院, 重庆绿色智能研究院, 嘉兴工业设计工程中心, 浙江 嘉兴 314000
2 南开大学物理科学学院, 天津 300071
基于局域表面等离子共振(Local Surface Plasmon Resonance,LSPR)原理, 本文利用有限元法研究了银圆锥纳米阵列共振波长的调控方法。使用COMSOL仿真软件模拟银圆锥纳米阵列表面附近的平均电场强度随入射光的变化, 结果表明其共振波长与阵列周期和环境折射率有关。圆锥阵列周期p的增加, 导致共振波长发生红移。两者间近似呈线性关系, 可根据有效波长理论拟合得到阵列周期与共振波长间的线性关系式: p=0.97λ+21.244。圆锥半径r和高度h的变化对共振波长无影响。周期p为560 nm时, r=120 nm, h=200 nm, 共振波长峰高达到最值。环境介质折射率增加导致共振波长红移, 峰高减小, 并且出现多个共振波峰。
银圆锥纳米阵列 局域表面等离子体共振 有限元分析 COMSOL仿真 Silver cone nanoarrays Local surface plasmon enhancement Finite Element analysis COMSOL simulation 
光散射学报
2022, 34(2): 161

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