宋文龙 1,2李奉笑 1,2安康 1,2周日峰 1,2,*
作者单位
摘要
1 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室ICT研究中心,重庆 400044
2 重庆大学工业CT无损检测教育部工程研究中心,重庆 400044
电子直线加速器焦点尺寸是影响高能工业CT空间分辨率等关键技术指标的主要因素之一。IEC 62976-2021和GB/T 20129-2015的“三明治”法(或称叠片法)是现行的无损检测用电子直线加速器焦点测试标准。但在实际操作中,该方法不仅过程繁琐,且在胶片曝光、冲洗、条纹计数等过程中人为因素影响大。此外,理论仿真发现“三明治”测试模块的金属片及塑胶片厚度对测量结果影响的误差超过±12.5%。针对该方法的不足,研究并设计了一套焦点测量方法和装置——狭缝平移扫描法及装置,并进行焦点扫描测试和CT空间分辨率验证等实验。结果表明,所提方法相对于“三明治”法,测量结果客观、准确、重复性好,这对于电子直线加速器的焦点尺寸精确测量和高能工业CT系统性能评估和优化设计具有重要意义。
X射线光学 高能工业CT 电子直线加速器 焦点尺寸 蒙特卡罗方法 X-ray optics high-energy industrial CT electron linear accelerator focal spot size Monte Carlo method 
光学学报
2023, 43(23): 2334001
作者单位
摘要
1 广东工业大学 广东省焊接工程技术研究中心, 广州 510006
2 黄埔海关技术中心,东莞 523076
为了实现自动检测X射线图像中的违禁品,解决相互遮挡、目标相近和小目标违禁品检测难的问题,提出一种基于改进的你只观察一次(YOLOX)算法的X射线图像违禁品检测方法。首先在YOLOX的主干网络低层中引入使用大核注意力构建的空间注意力,提取低层特征图的远距离依赖信息和纹理信息,之后在主干网络的中层和高层增加卷积块的注意力模块以增强感兴趣区域信息并抑制无用信息; 该方法在公开的安全检查X射线数据集上进行实验,同时为改善模型的鲁棒性,在训练前70个周期使用Mosaic数据增强方法。结果表明,改进的模型较基本模型增加少量的参数和计算量,均值平均精度增加2.45%,提升到87.88%,平均推理速率为58.5 frame/s。该研究为即时自动检测X射线图像中违禁品提供了有益的参考。
X射线光学 违禁品检测 YOLOX算法 大核注意力 空间注意力 卷积块的注意力模块 X-ray optics prohibited items detection YOLOX algorithm larger kernel attention spatial attention convolutional block attention module 
激光技术
2023, 47(4): 547
作者单位
摘要
1 哈尔滨理工大学 理学院,哈尔滨 150080
2 中国科学院高能物理研究所 粒子天体重点实验室,北京 100049
为了解Wolter-Ⅰ型X射线聚焦镜的有效面积在地面标定与在轨标定时的差异,并修正地面标定导致的聚焦镜有效面积偏差。对X射线天文卫星—爱因斯坦探针搭载的后随X射线望远镜有效面积进行两种标定工况的仿真分析,并在中国科学院高能物理研究所的百米X射线标定装置中进行有效面积的地面标定实验。结果表明:在X射线能量为1.49 keV时,地面标定的有效面积比在轨标定大2.7%;利用地面标定数据结合仿真,可对聚焦镜在轨标定有效面积进行预测,同时聚焦镜离轴有效面积随离轴角度变化明显。该研究方法可以对搭载Wolter-Ⅰ型聚焦镜的X射线天文卫星的有效面积标定提供数据参考。
X射线光学 X射线聚焦镜 X射线掠入射 爱因斯坦探针 Wolter-Ⅰ 有效面积 X-ray optics X-ray focusing mirror X-ray grazing incidence Einstein probe Wolter-Ⅰ Effective area 
光子学报
2023, 52(5): 0552217
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室,上海 201800
2 中国科学院大学,北京 100049
3 国科大杭州高等研究院,浙江 杭州 310024
采用预置散斑的X射线强度关联成像系统需要采集大量的散斑场,成像时间较长,而单幅散斑场信噪比低,难以单独用于图像重构。然而单幅散斑场中的空间分布信息包含一定的样品结构信息,可以用于样品缺陷快速检测。基于此,提出一种基于单幅预置散斑的缺陷检测方法,该方法将待检测样品探测散斑场与标准样品模拟散斑场的相关性作为样品缺陷的评价标准。同时基于该方法模拟X射线强度涨落二阶自关联检测光路,分析不同信噪比下探测散斑场分布的图像对比度对相关系数的影响。并对比多种细节增强方法,提高检测可靠性。最终结果表明,基于单幅散斑场的方法可以有效地进行样品的快速缺陷检测。
X射线光学 图像增强 散斑自关联 缺陷检测 引导滤波 X-ray optics image enhancement speckle autocorrelation defect detection guided image filtering 
光学学报
2023, 43(10): 1034001
作者单位
摘要
1 北京师范大学核科学与技术学院, 射线束技术教育部重点实验室, 北京 100875
2 北京师范大学物理系, 北京 100875
唐三彩是我国重要的文化遗产, 分析其胎体和釉料的化学成分和物相结构对研究其原料特点和烧制工艺具有重要意义。 利用微束X射线荧光谱仪和X射线衍射谱仪无损分析陕西醴泉坊窑、 河南黄冶窑和陕西省博物馆烧制的现代仿品等唐三彩样品。 研究结果表明, 醴泉坊窑唐三彩和黄冶窑唐三彩的原料来源于不同类别的黏土。 醴泉坊窑和黄冶窑烧制的唐三彩胎料中主要含有大量α-石英(SiO2, PDF 46-1045)和少量的方石英(SiO2, PDF 76-0932)等晶相, 但醴泉坊窑和黄冶窑烧制的唐三彩胎料中还分别存在少量α-Fe2O3 (Fe2O3, PDF 16-0653)和微量莫来石(3Al2O3·2SiO2, PDF 83-1881)等晶相。 这表明二者原料来源和烧制工艺的不同导致其烧成胎料中矿物结构的差异。 在唐三彩的釉彩中, 着色元素Fe, Cu和Co充分熔融在铅熔剂里, 且在黄釉和绿釉的交界处Fe与Cu相互交融。 釉彩的XRD谱图表明, 釉彩中主要存在非晶态的玻璃相和微量α-石英(SiO2, PDF 46-1045)晶相。 同时, 醴泉坊窑唐三彩绿釉中存在少量的Pb8Cu(Si2O7)3 (PDF 31-0464)晶相; 黄冶窑唐三彩黄釉中含有大量的钙长石(CaAl2Si2O8, PDF 89-1462)晶相; 现代唐三彩仿品黄釉中存在少量的α-Fe2O3 (Fe2O3, PDF 47-1409)晶相。 这表明釉彩原料组成和烧制工艺的差异导致唐三彩釉彩中存在不同的矿物晶体。 此外, 尽管现代唐三彩仿品的胎釉在主量元素含量与黄冶窑唐三彩接近, 但不论是从胎料还是釉彩的物相组成来看, 其与真品间存在显著差异。 以上结果表明, 微束X射线荧光与X射线衍射分析技术的结合, 在古陶瓷类文物的原料产地、 真伪识别和烧制工艺的研究方面具有广泛的应用前景。
微束X射线荧光 X射线衍射 毛细管X光透镜 唐三彩 Micro X-Ray fluorescence X-Ray diffraction Ploycapillary X-Ray optics Tang Sancai 
光谱学与光谱分析
2023, 43(3): 781
作者单位
摘要
1 中核北方核燃料元件有限公司,内蒙古 包头 014035
2 重庆大学工业CT无损检测教育部工程研究中心,重庆 400044
在某燃料元件产品中燃料颗粒随机弥散分布在非金属材料中,表征燃料颗粒的分布状况进而评估产品工艺质量具有重要意义。针对该问题,对三维空间内相邻燃料颗粒的间距测量进行了研究,使用X射线微焦计算机层析成像(CT)对该类产品进行了三维扫描成像,从而得到了三维CT图像。在三维CT图像的基础上,提出了一种结合改进型空间直觉模糊C均值聚类和三维区域生长的自动算法,用于分割图像中的燃料颗粒以得到每个燃料颗粒的空间结构。然后,通过计算质心获得燃料颗粒的中心坐标,进而自动计算出相邻燃料颗粒的空间距离。通过仿真实验验证了所提算法的可行性,通过标准球实验验证了测量误差,并通过实际燃料元件测试了相邻燃料颗粒间距的自动测量,表明了所提方法对燃料颗粒间距测量的有效性。
X射线光学 燃料颗粒 X射线微焦计算机层析成像 空间直觉模糊C均值聚类 区域生长 三维分割 间距自动测量 X-ray optics fuel particles X-ray micro-computed tomography spatial intuitionistic fuzzy C-means clustering region growing three-dimensional segmentation automatic spacing measurement 
光学学报
2023, 43(7): 0734001
张波 1,2,3齐争 3,*张文艳 3,**冯超 2,3赵振堂 2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院上海应用物理研究所,上海 201800
2 中国科学院大学,北京 100049
3 中国科学院上海高等研究院上海光源中心,上海 201204
基于回声增强高次谐波产生,提出了能够产生软X射线波段双色自由电子激光脉冲的方案,并对该方案进行了理论模拟和关键技术研究。研究给出了双色种子激光的产生方案,搭建了双色种子激光系统,该系统可以产生中心波长分别为264.8 nm和265.3 nm、脉冲延时可调的双色种子激光。基于该双色种子激光,在模拟中最终可以得到波长分别为5.884 nm和5.894 nm、峰值功率约为300 MW、脉冲延时可调的软X射线双色自由电子激光辐射脉冲。
X射线光学 双色 软X射线 自由电子激光 回声增强高次谐波产生 X-ray optics two-color soft X-ray free electron laser echo-enabled harmonic generation 
光学学报
2023, 43(4): 0434003
司尚禹 1李中亮 1,*薛莲 1杨俊亮 2[ ... ]张小威 2,**
作者单位
摘要
1 中国科学院上海高等研究院上海光源中心,上海 201204
2 中国科学院高能物理研究所多学科中心,北京 100049
3 中国计量科学研究院前沿计量科学中心,北京 100029
介绍了一种全新的迈克耳孙X射线干涉仪设计,可用于57Fe穆斯堡尔14.4 keV核共振波长超精准测量。所设计结构是由反对称的三次劳厄衍射型(LLL)的X射线干涉仪和可以匹配14.4 keV波长的一体型双通道切槽单色器(MDCM)构成。在上海同步辐射光源利用14.4 keV单色光对国内首个自制LLL干涉仪的性能和MDCM的工况进行了在线测量和定量表征,得到了干涉仪条纹对比度的测量结果(0.37~0.63)和MDCM光学元件的修正参数。该研究为国内复杂构型X射线光学元件的研制和在线表征积累了技术经验。
X射线光学 穆斯堡尔波长 迈克耳孙X射线干涉仪 三次劳厄衍射型干涉仪 一体型双通道切槽单色器 X-ray optics Mössbauer wavelength X-ray Michelson interferometer Laue-Laue-Laue interferometer monolithic double channel cut monochromator 
光学学报
2023, 43(4): 0434002
李亚冉 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国科学院智能红外感知重点实验室,上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所红外探测与成像技术重点实验室,上海 200083
受限于初始构型和光学加工能力,现有X射线成像诊断设备的最优空间分辨率被限制在3~5 μm。提出一种基于开放式Wolter构型的亚微米分辨率X射线显微镜。详细介绍了显微镜的光学结构、设计方法和关键参数。提出一种适用于Rayleigh-Taylor不稳定性诊断的大视场、高分辨率X射线显微镜的光学设计方案。开展了基于光线追迹的构型验证、像质仿真和系统响应效率评价。显微镜设计工作能点为2.5 keV,有效视场为±0.35 mm,在全视场范围内空间分辨率优于1 μm,几何集光立体角为3.73×10-5 sr,峰值响应效率为1.52×10-5 sr。
X射线光学 惯性约束聚变 等离子体诊断 Rayleigh-Taylor不稳定性 Wolter 多层膜 X-ray optics inertial confinement fusion plasma diagnostics Rayleigh-Taylor instabilities Wolter multilayer films 
光学学报
2023, 43(3): 0334002
黎玲 1,2金恒 1,2刘杰 1,3龙超 1,3[ ... ]段黎明 1,2,*
作者单位
摘要
1 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室ICT研究中心,重庆 400044
2 重庆大学机械与运载工程学院,重庆 400044
3 重庆大学光电工程学院,重庆 400044
针对X射线扫描得到的工业CT图像重建三角网格模型存在尖锐特征丢失、狭长三角形和三角面片数量多等问题,提出一种自适应三维网格模型重建算法。首先对图像进行预处理;其次采用八叉树结构确定体元;然后利用二次误差函数(QEF)构建自适应八叉树;最后剖分四边形生成三角网格。使用立方体数据和两组实际扫描的CT数据对所提算法的性能进行验证分析,实验结果表明:所提算法在简化网格的同时仍能保持物体的尖锐特征,减少了狭长三角形的数量。利用所提算法生成三角网格模型的简化率可达90%,简化后网格质量大于0.3的三角网格平均占比为99%,有效地提高了由工业CT图像重建三角网格模型的质量。
X射线光学 工业CT图像 三维重建 三角网格 自适应八叉树 X-ray optics industrial CT images 3D reconstruction triangular mesh adaptive octree 
光学学报
2023, 43(3): 0334001

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