作者单位
摘要
西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室西安 710024
多路并联二极管结构是实验室获取低能量、大面积、高剂量率X射线的有效途径之一。本文采用点源数值积分的方法开展了单环和五环并联结构二极管的辐射场剂量均匀性研究。结果表明:距离圆环很近的平面上,辐射场主要集中于圆环在该平面的投影位置,随着距离的增大,辐射逐渐向其他区域分散;对于单环结构二极管,当距离z<15 cm时,随着距离的增大,剂量均匀性>80%的面积先增大后减小,而计算区域内的总剂量逐渐减小;综合考虑剂量均匀性和总剂量,单环结构二极管辐射场最佳实验区域为z=7~9 cm;圆环内径减小只会增强环中心投影点附近的剂量,而平面上剂量均匀性会变差,当圆环外径为10 cm时,最佳内径为8~9.5cm;相比单环,五环并联结构二极管能够大幅增强辐射剂量,明显改善辐射场剂量均匀性和显著增大有效实验区域,z为11~17 cm范围内,五环结构二极管剂量均匀性没有出现大的波动。
X射线 并联二极管 辐射场 均匀性 X-ray Parallel diode Radiation field Uniformity 
辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(5): 050703
刘逸飞 1,2苏亚 1,2姚晓天 1,2崔省伟 1,2[ ... ]何松 1,2
作者单位
摘要
1 河北大学 物理科学与技术学院, 保定 071002
2 河北大学 河北省光学感知技术创新中心, 保定 071002
为了解决不同的光学相干层析(OCT)图像预处理方式对皮肤真皮层散射系数计算影响的问题, 提高无创血糖的测量精确度, 提出了一种对OCT图像数据前期处理的最优化方法。在对采集的3维图像数据进行皮肤表面对齐、3维重建、1维平均处理的基础上, 分析了背景噪声和数据是否归一化对血糖预测精度的影响, 并结合临床实验进行了验证。结果表明, 预测误差较预处理之前减小了18.31%。该研究对于提高基于OCT技术的光学无创血糖测量精度具有重要的参考价值。
图像处理 无创血糖检测 光学相干层析 归一化 背景噪声 image processing noninvasive blood glucose detection optical coherence tomography normalize background noise 
激光技术
2023, 47(2): 178
周聪聪 1,2姚晓天 1,2苏亚 1,2,*郝鹏 1,2[ ... ]何松 1,2
作者单位
摘要
1 河北大学物理科学与技术学院,河北 保定 071002
2 河北省光学感知技术创新中心,河北 保定 071002
糖尿病是影响人类健康的重大疾病之一,患者需要长期监测并控制自身血糖浓度以防止并发症的发生。相比于传统的有创检测方法,光学无创血糖检测能够极大地减轻病人的采血痛苦,通过增加测量次数来精确控制血糖。基于光学相干层析成像(OCT)的无创血糖检测是近些年来极具发展潜力的技术之一,但目前存在的问题是被测试者在仪器图像采集过程中,自身不自觉的轻微抖动会造成被采集皮肤区域的三维图像在空间范围内前后不一致,从而影响无创血糖测量的准确度。针对这一问题,提出了一种基于OCT无创血糖检测的皮肤三维图像校正补偿方法。经此方法处理后的人体临床实验数据表明,无创血糖预测值的准确度提升了36.57%。该研究对光学无创血糖检测具有重要的参考价值。同时该方法也适用于其他需要进行精确定量计算的光学成像应用。
医用光学 光学相干层析成像 补偿算法 无创血糖检测 模板匹配 
中国激光
2022, 49(24): 2407201
作者单位
摘要
西北核技术研究院 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室,西安 710024
提出了一种求解传输线方程的高精度龙格-库塔(RK)方法。此方法在空间上采取高阶泰勒展开,提高了对空间微分的近似精度,减少了数值色散所带来的误差。与传统的时域有限差分法(FDTD)方法相比,在每波长采样数相同时,RK方法的计算精度更高。同时,根据Taylor模型,对外界平面波激励源进行离散,成功利用RK方法对外部场激励传输线进行求解,扩大了龙格?库塔方法在求解传输线方程时的应用范围。通过编程对平面波辐照下无限大地平面上的单导体与双导体的算例分别应用FDTD方法与RK方法进行了计算,验证了RK方法的正确性。结果表明同等计算条件下RK方法的计算精度更高。
龙格-库塔 场线耦合 传输线 时域有限差分 泰勒展开 Runge-Kutta field-line coupling transmission line FDTD Taylor expansion 
强激光与粒子束
2020, 32(3): 033202
作者单位
摘要
西北核技术研究所, 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
给出了两种适用于二维单步交替方向隐式时域有限差分(2-D Leapfrog ADI-FDTD)方法的吸收边界:Mur边界和卷积完全匹配层(CPML)边界。单步交替方向隐式时域有限差分(Leapfrog ADI-FDTD)方法是一种无条件稳定的全隐式差分算法, 由于二维空间Leapfrog ADI-FDTD的迭代同时存在显式和隐式方程, 故而不同电磁分量的边界条件也存在差异。从原理出发, 推导了适用于2-D Leapfrog ADI-FDTD方法的CPML边界条件, 并与一阶Mur边界进行比较, 利用自由空间的反射误差来表征两种边界的吸收性能, 简要总结了两种吸收边界的优缺点。
无条件稳定 Mur吸收边界 CPML吸收边界 吸收性能 leapfrog ADI-FDTD Leapfrog ADI-FDTD unconditional stability Mur absorbing boundary condition CPML absorbing boundary condition absorbing ability 
强激光与粒子束
2018, 30(10): 103204
作者单位
摘要
西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
提出了一种基于共形网格技术的共形单步交替方向隐式时域有限差分(CLeapfrog ADI-FDTD)方法。与常规FDTD方法相比,此方法能够减小由于目标边界不契合网格划分而引入的阶梯近似误差,提高算法计算不规则目标时的精度;同时算法稳定性更强,计算效率更高。由于引入共形技术后显著降低了原差分法的无条件稳定性,本文利用增长矩阵本征值方法理论分析了算法的稳定性,然后采用了一种改进的共形面积计算方法,在此基础上提出了一种稳定性更高的改进的共形单步交替方向隐式时域有限差分(ICLeapfrog ADI-FDTD)方法。数值算例验证了ICLeapfrog ADI-FDTD是一种具有高稳定性和高精度的高效算法。
共形网格 时域有限差分 无条件稳定 稳定性改进 conformal mesh finite-difference time-domain Leapfrog ADI-FDTD Leapfrog ADI-FDTD unconditional stability improvement of the stability 
强激光与粒子束
2018, 30(7): 073205
作者单位
摘要
西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
建立典型半导体器件系统电磁脉冲与剂量率综合效应计算模型,对在瞬态X射线辐照下电缆末端典型n+-p-n-n+结构的双极晶体管负载的系统电磁脉冲与剂量率综合效应进行研究,得到了综合效应现象,分析了综合效应机理,总结了综合效应规律。在系统电磁脉冲与剂量率综合效应作用下,双极晶体管内部,由于载流子数量剧增,其反向击穿阈值降低,综合效应比单一效应更易造成双极晶体管的毁伤。编制的系统电磁脉冲与剂量率综合效应计算程序可用于分析电子学系统中其他类型半导体器件的效应机理与规律。
系统电磁脉冲 剂量率 瞬态响应 数值模拟 system-generated electromagnetic pulse dose rate transient response numerical simulation 
强激光与粒子束
2017, 29(2): 025008
作者单位
摘要
西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
对电缆X射线辐照非线性响应进行了数值模拟。分析了电缆X射线辐照的物理过程, 针对同轴电缆和屏蔽多导体电缆, 建立了基于有限元方法的二维电缆模型诺顿等效电流源计算方法, 着重描述了二维模型下电缆介质辐射感应电导率效应求解方法, 模拟了电缆X射线辐照非线性效应, 给出了诺顿等效电流源非线性响应规律, 并依据物理过程进行了合理性分析。模拟结果显示, 由于辐射感应电导率的存在, 随着X射线注量的增加, 电缆响应幅度会存在明显的饱和现象。对特定类型的电缆, 响应电流随着X射线注量增加, 依次出现3个时间位置不同的电流峰值。
辐射感应电导率 X射线辐照响应 电缆 数值模拟 radiation-induced conductivity response of X-ray irradiation cable numerical simulation 
强激光与粒子束
2016, 28(11): 113005
作者单位
摘要
西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室,陕西 西安 710024
从电磁场理论出发,给出了发射电子为单能条件下系统电磁脉冲(SGEMP)空间电荷层振荡特性的解析求解方法,得到了空间电荷层的振荡频率和振荡幅度的解析式,其结果与用等离子体理论求解得到的结果一致。通过本文的研究工作,可以进一步认识发射电子为单能条件下SGEMP 中的空间电荷层问题,该问题可以分别用电磁场理论和等离子体理论处理。
系统电磁脉冲 空间电荷层 等离子体 System Generated Electromagnetic Pulse space charge boundary layer plasma 
太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(5): 746
作者单位
摘要
西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室,陕西 西安 710024
电磁脉冲(EMP)探测器测量结果为微分信号的情况下,需要将测量信号进行积分。测量信号中的噪声在数值积分被放大,产生的累积误差会引起波形的严重失真。同时,由于被测信号上升沿与下降沿宽度不一致,测量到的微分信号正、负峰值以及脉冲宽度不对称,采取消除一次趋势项的方法不能完全消除积分信号的线性趋势。本文结合脉冲电磁场的微分测量结果,在分析了误差传递规律和被测信号特征的基础上,应用信号微调的方法对数值积分结果进行修正,修正后的积分结果消除了线性趋势,能够反映出被测信号的基本特征,为高斯脉冲、方波的微分信号的数值积分提供了一种很好的途径。
电磁脉冲 微分测量 数值积分 修正 Electromagnetic Pulse differential measurement numerical integration correction 
太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(5): 738

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