高能闪光照相CCD接收系统辐射屏蔽实验研究

针对白斑噪声严重影响CCD图像质量的情况．用铜、铅作屏蔽材料分别进行了屏蔽效果实验，采用灰度区间分割方法对实验结果进行了数据分析。结果表明．经过铜和铅共同屏蔽后，白斑噪声降低了50％以上。

模拟尾流的激光后向散射特性实验研究

基于后向散射光探测方法，在室外大型水池开展了模拟尾流探测实验，实验结果表明，激光能量、探测距离、气泡大小和浓度对回波信号有显著影响，而气泡幕厚度对回波信号的影响不明显。结合实验结果，对变化规律进行了分析和解释。通过该实验研究，证明基于后向散射光探测的技术路线是可行的，为后续的湖试和系统设计提供了重要参考。

电光开关对被动锁模激光器输出脉冲的影响

介绍了在被动锁模激光器谐振腔中引入电光开关对输出脉冲的影响．初步探讨了由于引入电光开关而引起输出光波形变差的机理．对输出能量稳定性和平均输出能量提高的原因进行了分析。实验结果表明。引入电光开关后。谐振腔输出能量稳定性由16．8％提高到5．1％．输出能量平均值提高了25．8％。在改善输出光波形方面进行了一些尝试。

基于图像特征方向的各向异性扩散滤波方法

传统的各向异性扩散滤波方法都是从偏微分方程本身出发的,理论上的分析较为复杂。本文研究了基于图像特征方向的内在正交坐标系,分析了在此框架下的扩散滤波机制,然后直接从该坐标系下建立各向异性扩散滤波方案。这样的扩散滤波方法更加直观,可以简化理论分析。在此框架下,提出了一种新的各向异性扩散滤波方法。数值实验结果表明,新的扩散滤波方法可以更好地考虑图像的局部特性,从而完成细节保护和噪声消除的双重功能。所以,基于图像特征方向建立的各向异性扩散滤波方法更能达到我们预期的效果,该设计方法是有效的。

闪光CCD图像的中值-非线性扩散滤波

根据闪光CCD图像的特点，提出了一种中值-非线性扩散滤波（Median-Nonlinear Diflusion Filtering，简称MNDF）方法。该方法采用中值预滤波来估计图像的真实边缘，通过求解偏微分方程（Partial Differential Equation，简称PDE）来进行非线性扩散滤波，充分发挥了中值滤波和非线性扩散滤波的优势，能更好地消除噪声、保护边缘。实验结果表明，在高斯噪声和脉冲噪声同时存在的情况下，MNDF方法取得的滤波效果较P-M方案和Catte方案要好，信噪比改善因子提高3～5倍，均方误差减小1．3～2．7倍。对闪光照相CCD图像取得了很好的消噪声结果，保护了边缘信息。

激光驱动X光背光照相技术在金属靶微层裂研究中的应用探索

利用神光Ⅱ装置发射强激光一方面对铝靶进行烧蚀加载,另一方面驱动铜背光靶发射X光对铝靶微层裂产物进行针孔背光照相,结果获得了可忽略动态模糊的高清晰照片,标准丝阵检验表明分辨率优于40μm。铝靶微层裂产物照片清晰显示,靶破碎存在不同分区,这直观揭示了靶破碎的不同机制。实验成功验证了激光驱动X光背光照相技术在金属靶微层裂研究中存在重要的应用前景。

针孔法测量X 光源焦斑尺寸

通过针孔成像法得到X光源强度空间分布图像,直接读取图像数据得到X光源的半高宽焦斑(FWHM)尺寸,对图像数据进行傅里叶变换得到调制传递函数,并计算得到X光源的等效焦斑尺寸(50%MTF)。应用针孔成像法测量多脉冲电子直线感应加速器产生的X光源焦斑尺寸,测量结果表明,加速器性能稳定。定义焦斑形状因子参数并用于描述X光源分布,结果表明,该加速器X光源分布在高斯分布和本涅特分布之间变化。

滚边法测量高能X射线源焦斑大小

应用于高能闪光X光照相技术的X射线源焦斑大小是闪光照相装置的关键参数,直接影响成像的分辨能力。由于高能X射线的强穿透性和强辐射环境,给焦斑测量带来一定困难。介绍了一种间接测量方法,采用滚边装置(rollbar)成像得到X射线源的边扩展函数,微分后得到光源的线扩展函数并计算调制传递函数(MTF),而后从MTF为0.5所对应的空间频率之值确定出光源的光斑大小。给出了神龙二号加速器电子束聚焦调试实验中得到的X射线焦斑测量结果,分析影响测量结果的因素并提出了解决方法。

一种新的闪光照相CCD图像的扩散滤波方法

为了提高闪光CCD图像质量，提出了基于偏微分方程（partial differential equation，PDE）的智能中值-非线性扩散滤波（intelligent median-nonlinear diffusion filtering，IMNDF）方法，充分发挥了智能中值滤波和非线性扩散滤波的优势。数值实验结果证明，该方法对于两类最具代表性的噪声（高斯和脉冲）的混合问题有很好的消噪效果．其信噪比改善因子（promotion of signal-to-noise ratio，PSNR）较传统方法提高了3～5倍。对闪光照相CCD图像取得了很好的消噪声结果。

^(252)Cf源辐射背景对X光闪光照相光电接收系统的影响

在有核环境下的X光闪光照相中,为保证CCD光电接收系统的安全和有效使用,开展了科研所需剂量的辐射背景对闪光照相光电接收系统影响的研究。理论分析结果表明:科研要求的辐射剂量远小于X光闪光照相光电接收系统各器件的辐射损伤阈值,不会造成辐射损伤;辐射背景在CCD相机图像上形成的本底灰度对成像质量的影响很小。实验结果显示,通过建立和选择适当的屏蔽方式可以保证以下两点:一是科研所需剂量的辐射背景在CCD相机图像上形成的本底灰度要小于科学级相机的固有本底噪声,可以保证图像质量;二是在科研所需剂量的粒子和射线辐射下,X光闪光照相光电接收系统工作正常。

基于广义变分正则化的红外图像噪声抑制方法

文中提出了一种广义变分正则化的红外图像噪声抑制方法,该方法采用p-范数代替目前广泛被采用的全变分范数作为正则项,构造了用于抑制图像噪声的展平泛函,从而将图像噪声抑制问题转化为能量泛函优化问题。通过推导,得到了相应的用于图像噪声抑制的非线性偏微分方程,并采用固定点迭代算法进行线性化求解,使得迭代解稳定收敛。数值试验结果表明,该方法能够有效地去除图像噪声,较之全变分图像噪声抑制方法,新方法进一步提高了对小宽度图像边缘的保持能力,是一种有效且性能优良的红外图像噪声抑制方法。

γ光闪烁体阵列的非均匀响应相对校正方法

闪烁体阵列常用于辐射图像探测,基于闪烁体阵列存在严重的响应非均匀性,提出了相对校正方法,在无需知道光源参数、CCD相机参数及光学系统参数的前提下,利用本底图像、空场图像和被测样品辐射图像,得到被测物体对γ光的衰减分布。并进行了验证实验,结果表明:此方法不但可以消除响应的非均性的影响,而且可以消除辐射源固有分布的影响。

超高应变率拉伸破碎铝的粒子尺寸测量

材料在超高应变率下发生的动态拉伸破碎是冲击波物理领域的一个重要内容,受诊断技术限制,粒子尺寸直接测量的数据非常有限。基于脉冲激光同轴全息技术,建立了一套材料超高应变率破坏状态和破碎粒子诊断的高精度联合测量系统,利用该系统,成功开展了10^7～10^8/s超高应变率范围内铝的动态破碎粒子在位测量,获得了粒子尺寸分布数据。

高能闪光射线源空间位置抖动实验测量

高能闪光照相中光子散射会导致接收图像清晰度降低,影响照相客体界面和密度的分辨精度。使用网栅相机可显著降低散射光子影响,提高图像分辨能力,但同时要求X射线源空间位置更加稳定以减少信号光子在网栅结构中的损失。采用小孔成像的方法测量神龙一号直线感应加速器X射线源焦斑分布,计算焦斑的质心位置和半高全宽大小,分析电子束聚焦状态改变对X射线源空间位置和大小的影响。实验结果表明,电子束聚焦状态改变会导致射线源质心位置及尺寸大小发生明显变化。在恒定聚焦状态下,源质心抖动及大小变化均可稳定在较小范围。

X射线散射对面密度测量结果影响的数值模拟研究

定性分析了X射线散射对面密度测量结果的影响,给出了面密度测量结果偏差的评估表达式。利用蒙特卡罗方法数值模拟了不同照相布局、不同光源能量和不同材料类型情形下X射线散射对测量结果的影响。模拟结果表明:在无防护窗情形下,被测物自身散射将导致测量结果偏小;在有防护窗情形下,前窗散射对测量结果的影响不大,后窗散射对测量结果的影响与接收介质离被测物的距离有关,具体表现为距离越小影响越大;在一定光子能量范围内,光源能量越低散射导致的测量偏差越大;被测物的原子序数和密度越大,散射导致的测量偏差越大。

基于压电陶瓷的平面阵列式压力传感器研究

利用压电陶瓷技术,设计并制备整体式多阵列压力传感器,并用于爆炸冲击波压应力的测试。结果表明,阵列传感器可测试爆炸冲击波的压应力及其分布、体密度分布、面密度分布等参数,其静态电容分布偏差小于±1%,压电常数d33分布偏差小于±3.3%,动态响应频率约为2.3MHz,冲击破坏阈值为100MPa量级。

高能X光闪光照相中CCD相机的MTF

鉴于CCD相机系统在奈奎斯特频率附近出现的较严重的像元对信号的调制现象,提出了一种空间全分辨的概念,对CCD的调制传递函数(MTF)进行了分析。模拟了高能X光闪光照相环境及CCD器件性能参数对CCD的MTF的影响。得出了CCD相机极限分辨率的决定因素是CCD像元尺寸,高能X光闪光照相环境是影响CCD的MTF的重要因素的结论。在CCD像元尺寸受限的情况下,尽量减少高能X光闪光照相环境的影响成为改善CCD相机MTF的最有效途径。

转换屏发光光谱对闪光照相成像质量影响研究

转换屏的X射线激发发光光谱与透镜系统的匹配偏差会对闪光照相光电接收系统的成像质量造成影响。提出了一种一维线阵全分辨的模拟计算方法,对在理想光源照射下系统成像视觉全分辨能力进行了模拟计算。用白光光源加滤波片照明分辨率板的实验方法,对不同光源照射下系统的成像质量进行了评估。分析表明,转换屏发光宽光谱及其中心波长与透镜系统不匹配均对成像分辨率造成一定影响,而对图像对比度造成较大影响。只有在透镜系统针对的消像差波段540～550nm附近窄带发光的转换屏,其成像质量才能基本不受匹配影响,近似于模拟计算的结果。

CsI（TI）与LYSO转换屏在高能X射线激发下的发光光谱

转换屏在高能X射线激发下的发光光谱对高能X光闪光照相接收系统的组建有着重要意义。应用OMA光谱采集系统，设计实验对CsI（TI）和LYSO转换屏在“神龙一号”直线感应加速器（LIA）X射线激发下的发光光谱进行研究，给出了光谱曲线。结果表明，相对于文献报道的低能X射线辐射，高能辐射下CsI（TI）屏的发光峰值波长向短波方向移动了14nm，LYSO屏的发光峰值波长向长波方向移动了18nm，而两屏的谱线半值宽度均没有明显变化。实验结果对当前闪光照像光电接收系统质量的评估及将来系统的优化设计将起到重要作用。

球面阵列压力传感器的研究

利用压电陶瓷技术,设计并制备球面阵列压力传感器,并用于爆炸冲击波压应力的测试。结果表明,阵列传感器可测试爆炸冲击波的的压应力及其分布、体密度分布、面密度分布等参数,测试结果证明爆炸过程产生+的冲击波存在空间分布不均匀性。球面阵列压电陶瓷传感器的性能:测试单元数为136个,呈球面密排分布;不同单元的介电常数分布偏差小于±2.5%;压电常数分布偏差小于±2%;动态响应频率约为1 MHz;冲击破坏阈值为100 MPa量级。