成像型速度干涉仪

介绍了应用于超高压条件下的成像型速度干涉仪技术的光路结构和基本原理,该技术在传统速度干涉仪技术的基础上进行了改进,将收光部分改为成像系统,记录系统使用条纹相机,从而能够诊断高速冲击波信号。给出了全系统的光路图,提出了各分系统的参数要求。针对系统硬件,给出了探针光源、成像系统的基本参数,给出了三点支撑干涉仪的设计图,分析了记录系统的基本参数。对于静态实验,拍摄了静态靶的照片,并对静态靶照片进行了初步的分析:发现可以通过条纹对比度的变化初步判断像与靶的对应程度。

成像型速度干涉仪散斑成因的研究

在冲击波过程中,利用成像型速度干涉仪探测样品自由面的速度时,散斑的叠加使得干涉曲线被严重干扰,影响了速度信息的精密提取。在理论上从光路的角度分析了系统中可能造成散斑的两种因素:靶面粗糙度和多模光纤。在实验上设计了三种照明方式分别对这两种因素进行验证。离线实验的结果表明,多模光纤的引入对散斑的产生起了主要的作用,这对抑制乃至遏制散斑的产生具有很好的指导性意义。

基于变加速广义交替投影的CUP-VISAR压缩图像反演算法

针对从基于压缩超快成像的瞬态冲击波二维诊断系统获得的压缩图像中反演出时变冲击波二维条纹的问题,提出一种基于变加速广义交替投影的图像反演算法。该算法利用二维条纹图像所具有的强低秩性和梯度稀疏特性,将问题转化为基于低秩与全变分双先验约束的优化问题,并通过变加速的方式有效减少了广义交替投影框架迭代求解该问题过程中产生的误差累积。仿真结果表明:与现有算法相比,在无噪情况下,所提算法的平均峰值信噪比提升了11.0 dB,平均结构相似性提升了11.4百分点;在含噪情况下,所提算法反演效果稳定,抗噪能力良好。最后,实验结果表明,所提算法针对实际压缩图像也能反演出轮廓清晰的二维冲击波条纹,且一维冲击波速度的最大相对误差从20.38%下降到11.66%,降低了8.72百分点,验证了该算法的可行性。