径向偏振光聚焦后可以产生很强的纵向电场。以此为出发点, 首先依据基尔霍夫衍射理论, 计算得到了径向偏振光经锥面镜会聚后所形成的横截面呈现零阶贝塞尔函数分布的纵向电场, 分析了会聚区域光场的相干长度和横向宽度与入射光光斑尺寸、锥面镜的锥顶角以及锥面镜出射端半径的关系。在此基础上, 提出采用锥面镜和筒形反射镜的复合结构, 通过设计合适的锥面镜和筒形反射镜参数, 实现纵向电场的级联, 且电场呈周期性分布。分析了筒形反射镜的参数对所形成的级联纵向电场的横向宽度、周期和占空比等的影响。结果表明, 当所采用的锥面镜的锥顶角为60°时, 出射端半径和筒形反射镜的内径均为999.682λ(λ为波长), 可以实现周期长度为1154λ、占空比为1的纵向电场的级联; 当用于电子加速时, 加速区长度甚至可达到米级。这种级联纵向电场的设计将进一步使得电子的加速区长度得到显著增加, 为电子加速到更高能量提供了可能。

采用机器视觉技术检测管道内表面质量时, 获取的原始图像几何中心与其前景区管壁全景环形图像中心存在偏移, 从而会使以图像几何中心展开的图像产生失真的现象。本文针对存在中心偏移的全景环形图像提出了快速展开算法以减小由上述原因造成的图像中几何特征量的测量误差。提出的算法通过最小二乘拟合圆心法找到全景环形图像上代表管壁某一截面的拟合圆, 继而得到全景图像的中心参数, 然后通过四分之一圆扫描方法快速展开全景图像, 并对展开图像的帧纵横比进行修正, 还原全景图像。实验结果表明: 将一幅全景图像环状检测区域展开成分辨率为2 044 pixel×199 pixel的矩形图像所需时间为0.868 s, 展开图像中目标外形尺寸相对误差均在1.54%以内, 满足图像处理对实时性和准确性的要求。