作者单位
摘要
1 内江师范学院 物理与电子信息工程学院,四川 内江 641112
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
介绍了激光-等离子体相互作用产生正电子的相关实验和数值模拟研究进展。简要回顾了激光-等离子体相互作用正电子的发现过程及激光-等离子体作用产生正电子的三种物理机制;详细地叙述了激光与物质相互作用产生正电子的两类典型实验方式(即直接方式和间接方式)及相关的实验和数值模拟结果;对激光-等离子体相互作用产生正电子的研究进行了评述。从现有研究进展来看,目前理论研究和实验研究所获结论差异较大,还需要从激光设备、实验方案设计以及理论和模拟研究方面做大量细致的工作。
激光-等离子体 正电子产生 量子电动力学效应 laser-plasmas positron generation quantum electrodynamics effect 
强激光与粒子束
2023, 35(7): 072001
作者单位
摘要
国防科技大学 理学院,长沙 410073
激光驱动的正电子源具有高产额、短脉宽、高能量的优点。采用粒子模拟和蒙特卡罗模拟相结合的方法,对相对论飞秒激光与表面具有微米丝阵结构的调制靶相互作用产生正电子束的过程进行了全三维的模拟研究。结果表明,在激光能量约3.2 J、脉宽约为40 fs的情况下,可得到产额为1011量级、最大能量达120 MeV的超热电子束,其轰击高Z转换靶可达到产额为109量级、截止能量约50 MeV的正电子,且正电子的发散角仅为4.92°。相比于平板靶,表面调制靶的使用可以提高正电子的产额、能量和定向性。
激光等离子体相互作用 表面调制靶 正电子 飞秒激光 laser plasma interaction micro-structured surface target positron femtosecond laser 
强激光与粒子束
2023, 35(1): 012005
作者单位
摘要
1 南华大学 核科学技术学院,湖南 衡阳 421001
2 国防科技大学 理学院,长沙 410073
3 上海交通大学 物理与天文学院,激光等离子体教育部重点实验室,上海 200240
4 上海交通大学,IFSA协同创新中心,上海 200240
极端超短超强激光脉冲的诞生将光与物质的相互作用推进到由辐射阻尼效应和量子电动力学(QED)效应占主导的高度非线性物理范畴。强场QED效应蕴含了丰富的物理过程包括辐射阻尼、高能伽马辐射、正负电子对产生、QED级联、真空极化等,是高能量密度物理和强场物理研究领域的前沿热点。QED级联是解释致密天体辐射和伽马射线暴形成的重要物理机制,其产生的稠密正电子源在高能物理、材料无损探测、癌症诊断等领域亦有重要的应用前景。介绍了QED级联过程及其理论模型,讨论了固体靶中的QED级联发展及其诱导的非线性物理效应,并回顾了固体靶中稠密正电子产生的主要研究成果。
强场量子电动力学效应 超强激光与固体靶作用 级联发展 稠密正电子产生 分析模型 strong-field quantum electrodynamics effects the interaction of ultra-intense laser and solid target the development of cascade dense positron generation analytical model 
强激光与粒子束
2023, 35(1): 012004
石小兔 1,2,3张庆礼 1,3,*孙贵花 1,3罗建乔 1,3[ ... ]叶邦角 4
作者单位
摘要
1 1.中国科学院 合肥物质科学研究院, 安徽光学精密机械研究所, 光子器件与材料安徽省重点实验室, 合肥 230031
2 2.中国科学技术大学 研究生院科学岛分院, 合肥 230026
3 3.先进激光技术安徽省实验室, 合肥 230037
4 4.中国科学技术大学 核探测与核电子学国家重点实验室, 合肥 230026
为满足固体激光器的应用需求, 研究人员不断改进YAG激光晶体生长技术, 其中控制 YAG中的缺陷结构对于晶体的生长尤为重要。本工作对提拉法两种工艺制备的晶体样品进行了缺陷研究, 特别是晶体散射点的起源。正电子湮没技术是一种对材料微观结构十分灵敏且有效的核物理技术分析表征手段, 对空位缺陷、微孔等极为敏感。根据正电子湮没寿命谱与多普勒展宽谱的分析结果, 无论工艺、有无散射点, 样品的正电子寿命及多普勒展宽线性参数均存在差异。这说明晶体主要缺陷是YAG结构中的本征缺陷, 散射点可能是空位团聚引起的纳米微孔, 研究表明该技术可以灵敏地表征YAG晶体散射点。正电子湮没实验反映的晶体单晶质量差异与X射线衍射、单晶摇摆曲线、光透过率以及位错密度结果吻合。在研究晶体的物理性能和缺陷与材料微结构的关系上正电子湮没技术具有独特的技术优势, 同时正电子湮没技术可以在微观尺度上有效反映晶体质量。
晶体缺陷 正电子湮没 Yb:YAG晶体 提拉法 crystal defects positron annihilation Yb:YAG crystal Czochralski method 
无机材料学报
2022, 38(3): 316
作者单位
摘要
浙江大学光电科学与工程学院,浙江 杭州 310027
正电子发射断层成像(PET)是一种对活体的生理机能进行成像的核医学成像方式。为了全方位地刻画生物体内的生命活动,双示踪PET技术被提出。此技术往往采用交错/同时注射、单次扫描的方式来获得两种示踪剂的放射性浓度分布信息,目前主要被应用于肿瘤和神经系统相关疾病的诊断和治疗中。由于两种示踪剂产生的光子能量不可区分,故双示踪PET图像的重建成为重点研究的关键技术之一。从PET的成像原理、示踪剂和双示踪PET重建技术等多个方面进行介绍,并重点讨论各类重建技术的优势和不足。最后,对双示踪PET成像技术在多参数、多模态成像领域中的发展和应用进行展望。
成像系统 正电子发射断层成像 双示踪 重建 动力学建模 机器学习 
光学学报
2022, 42(17): 1711002
作者单位
摘要
1 中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
2 云南省机电一体化应用技术重点实验室 云南省先进制造技术研究中心, 云南 昆明 650031
掺铈钆铝镓石榴石(Ce∶GAGG)是一种新型的无机闪烁晶体材料, 在核医学成像、环境辐照剂量监测、空间探测、国土安全及地质勘探等领域有广阔的应用前景。该文总结了Ce∶GAGG闪烁晶体在国内外的最新研究进展, 综述了Ce∶GAGG闪烁体探测器在地基、空基和天基搭载平台上的应用, 最后展望了Ce∶GAGG晶体材料及其应用的发展方向。
掺铈钆铝镓石榴石(Ce∶GAGG)闪烁晶体 闪烁体探测器 辐射监测 γ相机 康普顿相机 正电子发射断层扫描(PET) cerium-doped gadolinium aluminum garnet(Ce∶GAGG) scintillator detector radiation monitoring γ-ray camera Compton camera positron emission tomography(PET) 
压电与声光
2021, 43(2): 281
作者单位
摘要
1 重庆邮电大学 移通学院 大数据与软件学院, 重庆 合川 401520
2 重庆师范大学 涉外商贸学院 大数据与智能工程学院, 重庆 合川 401520
由于正电子发射型计算机断层显像(PET)噪声较大, 现有图像降噪效果不理想, 提出了一种结合残差U-Net神经网络和深度图像先验(DIP)的PET图像降噪。在U-Net网络中引入残差学习, 提高网络表达能力和收敛速度; 提出一种无训练数据的DIP算法, 将神经网络解释为图像的参数化, 利用图像噪声参数化后呈现高阻抗的特性将其去除, 达到降噪的目的; 在BrainWeb脑部图像数据集上进行实验, 并对实验结果进行了对比分析。分析结果表明, 所提方法能够得到边缘清晰且平滑的图像, 在不同噪声等级和时间帧中, 其去噪效果均优于其他对比方法, 可获得高质量的图像。
成像光学 正电子发射型计算机断层显像 残差学习 U-Net神经网络 深度图像先验 图像降噪 imaging optics positron emission computed tomography residual learning U-Net neural network DIP image denoising 
光学技术
2021, 47(2): 209
作者单位
摘要
1 北京科技大学 自动化学院, 北京 100083
2 中日友好医院 放射肿瘤科, 北京 100029
3 中国船舶工业系统工程研究院, 北京 100094
为实现正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography, PET)探测器的作用深度(Depth Of Interaction, DOI)信息获取, 本文提出一种基于分光技术的探测器设计方案.探测器采用晶体单元与硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier, SiPM)一对一耦合、蛇形光路的设计和单端Anger加权读出方法进行DOI解码.基于GATE软件进行蒙特卡罗模拟, 建立8×1的LSO晶体阵列(单根晶体尺寸3.1×3.1×20 mm3); 模拟泛场照射获取位置查找表; 并进行不同深度的模拟, 获得各晶体在各深度的空间分辨率.结果显示所模拟的探测器模块DOI分辨率在1.0~6.7 mm之间, 平均值为3.2 mm.本文提出的基于蛇形光路的PET探测器方案能在维持系统成本和复杂度的前提下实现DOI解码, 提升PET系统的成像性能.
正电子发射断层成像(PET) 硅光电倍增管 作用深度(DOI) 分光技术 蛇形光路 Positron Emission Tomography (PET) Silicon Photomultiplier (SiPM) Depth of Interaction (DOI) Light share technique Serpentine-light-path 
光子学报
2017, 46(3): 0304002
作者单位
摘要
多伦多大学医学生物物理学系, 多伦多 M5G1L7, 加拿大
我们最新发现了卟啉纳米,第一种集多种功能与优良光学特性于一身、全部有机的纳米颗粒。这种纳米颗粒通过卟啉脂质自组装形成一个约100 nm的类脂质体结构,该颗粒上极高的卟啉密度(>80 000每颗粒)使其能够高效吸收光能并转换成热能,成为理想的光热治疗以及光声成像的载体,也能够进行荧光成像以及光动力治疗。此外,卟啉纳米也可通过螯合金属离子进行PET和MRI成像。通过改变卟啉脂质组装,开发了一系列不同尺寸和生物光学功能的卟啉纳米和微米颗粒,如卟啉纳米碟、卟啉纳米微泡、卟啉微反应器、卟啉-金纳米颗粒等。有别于传统“搭积木”式的多功能纳米载体,卟啉纳米内在的多功能特性和超简单的结构代表了一种全新的纳米颗粒设计概念,具有临床转化的前景。
光热治疗 光声成像 荧光成像 光动力治疗 正电子发设型计算机断层显像 核磁共振成像 临床转化 photothermal therapy photoacoustic imaging fluorescence imaging photodynamic therapy PET imaging MRI clinical translation 
光学与光电技术
2016, 14(2): 1
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳621900
采用Monte Carlo程序Geant4对激光固体靶相互作用正电子产生进行了研究。研究了超热电子能量分布函数对正电子产生的影响,结果表明采用不同的分布函数,最多可致正电子产额约3倍的差异,分布函数的最大截止能量在30 MeV以上时正电子产额趋于饱和。研究了正电子产生与超热电子发散角的关联,结果表明发散角模型对正电子产额影响不大,而正电子角分布对超热电子发散角较为敏感,且靶背鞘场对正电子发散角的减小贡献巨大。模拟结果显示靶厚度的增加可导致正电子发散角的增大,而当靶厚度超过2 mm时,发散角基本保持不变。此外,模拟了超热电子发散角、靶厚度及靶背鞘场对正电子电子份额比及正电子γ份额比角分布的影响。
超强激光 超热电子 正电子 Geant4程序 ultraintense laser hot electron positron Geant4 
强激光与粒子束
2015, 27(11): 112006

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