作者单位
摘要
中国科学院西安光学精密机械研究所先进光学仪器研究室,陕西 西安 710119
针对基于旁瓣光束衍射反演的强激光远场焦斑测量无法提取旁瓣图像更外围最小可测信号的问题,笔者提出了基于邻域向量主成分分析(NVPCA)图像增强的旁瓣弱光信号区域波峰参数检测方法。采取的主要优化措施为:首先,将旁瓣图像中的每个像素和它的8邻域像素看作一个列向量,构建一个9维数据立方体,选择主成分分析变换后的第1维数据为NVPCA图像;其次,通过角度变换转化检测对象,检测所有方向上一维旁瓣曲线的各个波峰参数,获得旁瓣弱光信号区域能量的量化分布;然后,搜索每个旁瓣波峰在所有方向上的极大值位置点,连接对应位置点生成每个旁瓣波峰的极大值圆环,计算各极大值圆环的灰度均值;最后,选择大于局域对比度方法(LCM)目标分离阈值且最小的极大值圆环的灰度均值作为整个旁瓣光束的最小可测信号。实验结果表明,采用基于NVPCA图像增强的旁瓣弱光信号检测方法能够从旁瓣图像的第5波峰环分离和提取最小可测信号,动态范围比值提升至原来的1.528倍,各旁瓣波峰参数满足精度要求,为未来大型激光装置强激光远场的精确测量奠定了基础。
远场测量 邻域向量主成分分析 旁瓣光束衍射反演 角度变换 旁瓣波峰参数检测 
中国激光
2024, 51(6): 0604003
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西 西安 710119
2 中国科学院大学,北京 100049
针对强激光远场测量不能有效识别旁瓣光束任意方向各个旁瓣波峰参数的问题,提出了基于旁瓣光束衍射反演的远场测量旁瓣波峰参数的检测方法。对旁瓣光束图像按照选定的角度采样间隔进行量化,使用角度变换将二维旁瓣光束图像转化为全方向的一维旁瓣光束曲线集合,检测每一个角度的一维旁瓣光束曲线的各个旁瓣波峰参数,从而获得旁瓣光束任意方向各个旁瓣波峰的参数。主要优化措施为:(1)使用角度变换将二维旁瓣光束图像转化为全方向的一维旁瓣光束曲线集合;(2)检测每一个角度的一维旁瓣光束曲线的各个旁瓣波峰的参数,统计所有方向的各个旁瓣峰值,生成每个旁瓣波峰的极大值圆环;(3)统计每个旁瓣波峰极大值圆环的灰度均值,将各个旁瓣波峰极大值圆环的灰度均值与本底噪声进行比较,选择大于本底噪声1.5倍的最小波峰均值为整个旁瓣光束的最小可测旁瓣波峰信号。实验结果表明:该方法能够有效检测旁瓣光束任意方向各个旁瓣波峰的参数,任意方向上灰度极大值均值与理论值灰度极大值误差为0.477,5个波峰的极大值圆环半径均值与理论值半径之间误差小于1个像素。该方法提高了基于旁瓣光束衍射反演的远场测量的实验精度和可信度,为将来大科学装置强激光远场的精确测量奠定基础。
远场测量 纹影法 旁瓣光束衍射反演 角度变换 旁瓣波峰参数检测 far field measurement schlieren method diffraction inversion of sidelobe beam angle transformation parameter detection of sidelobe peaks 
红外与激光工程
2023, 52(1): 20220281
作者单位
摘要
中国科学院 西安光学精密机械研究所, 陕西西安710119
针对大型激光装置使用纹影法无法实现旁瓣光束弱信号区域光强分布精确测量的问题,提出了基于旁瓣光束衍射反演的纹影法强激光远场焦斑测量方法。采用逆向推演间接测量的研究方法,沿光路传播逆方向推导,以旁瓣光束衍射光强图像和相位图像作为输入,通过计算获得未遮挡前旁瓣光束远场焦斑分布。相比传统基于纹影的远场焦斑测量方法,本文的主要改进和优化措施为:首先,基于旁瓣光束衍射反演的原理和间接测量的思想,改进纹影法强激光远场焦斑测量数学模型,从理论角度揭示该模型的合理性;其次,实验仿真强激光远场焦斑测量的整个过程,主要步骤为旁瓣光束衍射、加噪去噪、旁瓣光束衍射反演、焦斑重构等,验证了该方法的可行性;最后,将改进的DnCNN算法用于去除主瓣和旁瓣光束12位科学CCD图像不同级别(0~75 dB)的噪声,提升了远场焦斑的重构精度。实验结果表明:该方法不仅消除了纹影小球对旁瓣光束衍射的影响,而且获得了真实的旁瓣光束弱信号区域的光强分布,包括旁瓣光束各个波峰的幅值和位置、动态范围比值等远场焦斑测量重要参数,其中重构焦斑动态范围比值与理论焦斑动态范围比值之间的误差为3.20%,提高了基于纹影的强激光远场焦斑测量的可信度和实验精度。
远场焦斑测量 纹影法 焦斑重构 DnCNN 旁瓣光束衍射反演 measurement for far-field focal spot schlieren method reconstruction of focal spot DnCNN denoising sidelobe diffraction inversion 
光学 精密工程
2022, 30(4): 380
Author Affiliations
Abstract
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理国家实验室,上海 201800
2 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所,上海 201800
It is simulated numerically the transmission of beams phase modulated and spectrally dispersed by the unit for smoothing by spectral dispersion put in the laser driver for inertial confinement fusion. The results show that the diffraction spot of a spectrally dispersed beam becomes larger and its near-field uniformity is improved, while there exists area where the intensity is nearly even within the far-field spot. The effects of the main parameters of the electro-optic phase modulator and the grating in the unit on the diffraction characteristics of the beams are further discussed, and it is found that intensity modulation emerges in the far-field spot under some conditions.
光谱色散平滑 光束衍射 近场 远场 smoothing by spectral dispersion diffraction near-field far-field 
Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2006, 4(1): 60
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学国家同步辐射实验室,合肥,230029
2 National Synchrotron Light Source, Brookhaven National Laboratory, Upton NY 11973 USA
在利用同步辐射光源的偏振特性进行自旋相关X射线散射及吸收谱实验来研究材料的磁学性质时,需要应用圆偏振光,这就提出了对具有高通量、高偏振度、波长连续可调的圆偏振X射线的需求;另一方面标定实验所用X射线的圆偏振度也成为这一研究领域的关键技术.由于X射线多光束衍射强度与σ场和π场的光程差δ相关,通过测量圆偏振分析晶体的多光束衍射的强度分布,可以获得入射X射线的圆偏振度.实验在美国国家同步辐射光源实验室X25光束线实验站进行,光子能量为7.1 keV的圆偏振X射线由线偏振X射线经过一厚度为0.5 mm、晶面为[111]的金刚石晶体产生.通过测量多光束衍射强度,确定了斯托克斯参量.实验值与X射线动力学理论计算结果能较好地吻合.
同步辐射X射线 相位延迟板 圆偏振度 光束衍射 
光学学报
2002, 22(6): 713

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