SMILE卫星载荷宽视场软X射线成像仪设计与仿真

SMILE卫星载荷宽视场软X射线成像仪(Soft X-ray Imager,SXI)采用Angel型龙虾眼光学成像系统的设计方案,具有大视场,高分辨率质量轻的优点.本文中对宽视场软X射线成像仪进行初步设计,包括成像镜头支撑结构设计,可见光/极紫外滤光片的选取,镜头遮光罩和高能粒子屏蔽门设计.利用模拟仿真程序对成像仪的点扩散函数,有效面积以及灵敏度进行研究.该成像仪用于太阳风与地球磁层区域进行全景成像.

基于软X射线成像技术的柑橘内部浮皮和枯水检测

针对传统方法无法高效、无损地对柑橘浮皮和枯水进行检测的问题,本研究自制了一套软X射线成像系统,包括载物传送装置、软X射线成像装置、触发装置和软X射线防护装置。本研究根据宽皮柑橘物理特性确定检测参数,以柑橘图像的清晰度、对比度、畸变率为评判标准,通过调节成像装置参数,确定了最佳的成像参数为:X射线源的管电压60 kV,管电流1.3 mA,线阵探测器的积分时间5.5 ms,柑橘输送带的传送速度10 cm/s。通过圆孔金属板对列方向畸变进行检测,结果表明,传送速度稳定,列方向畸变可以忽略;利用70 mm不锈钢标定球对行方向上的畸变进行检测,计算了行方向上不同位置的投影畸变系数,并建立了畸变校正模型。在上述参数下采集柑橘的软X射线图像,采用高斯滤波对柑橘图像进行去噪处理;利用图像增强算法对去噪后的图像进行对比度增强处理;将固定阈值分割法和形态学算法融合,以去除柑橘图像背景区域、分离柑橘果肉区域和果皮区域。最后通过面积百分比法计算柑橘果肉面积和柑橘果实面积比判别柑橘内部浮皮程度;提取柑橘果实区域的灰度特征,获取柑橘枯水区域,计算柑橘枯水面积和柑橘果肉面积比,判别柑橘枯水程度。以清江椪柑为实验对象,结果表明自制软X射线成像装置对清江椪柑的浮皮和枯水的总体识别率分别为96.2%和86.9%。说明本研究提出的方法能够实现柑橘内部浮皮和枯水的无损检测。

真空环境中含水生物样品的软X射线成像研究

采用了一种简便易行的方法， 在真空环境中进行含水生物样品（植物叶表皮细胞）的软 Ｘ射线显微成像实验， 获得了高分辨率显微图像。与在大气环境中成像相比， 这种方法具有缩短曝光时间和操作更加安全等优点。

血小板的软X射线谱学显微成像研究

探索性地应用软X射线谱学显微技术研究血小板的结构及钙元素成像的变化,采用谱学显微术对制取的SD大鼠血小板形态扫描透射成像并对血小板作钙元素双能对比衬度成像。血小板成像可看到血小板大小不等,有的伸出伪足;钙元素分布成像血小板在静息状态时胞内钙元素主要分布于质膜侧凹陷的钙池,诱导聚集后则扩散分布于胞质。软X射线谱学显微成像能反应血小板钙元素分布,为钙的探测提供一种新方法。

影响软X射线层析成像分辨率的若干因素分析

本文讨论了影响软X射线层析成像分辨率的各种因素，郑重分析了各种实验条件对其的影响，比如光源的尺寸、样品的尺寸、记录光路方式、探测器的分辨率、投影数据的完整性等。并相应于这些影响因素，提出了一些对应的措施，来提高软X射线层析成像分辨率。

月基软X射线成像仪——对地球磁层的全景观测

文章提出以月球科研站为平台,配置一台具有宽视场和高分辨观测能力的软X射线成像仪——月基软X射线成像仪(LSXI),以实现对地球磁层的全景成像.LSXI是一种宽视场的软X射线望远镜,可以对太阳风电荷交换过程(SWCX)产生的软X射线进行动态成像,通过软X射线图像获取地球磁层边际与结构特性.地球磁层全景观测对于理解太阳风-磁层相互作用的物理过程至关重要.LSXI将首次通过对弓激波、磁鞘区、磁层顶和极尖区等区域的同时连续观测,监测太阳风作用下的空间天气演化过程.

基于宽视场软X射线成像仪模拟的磁层位形反演研究

成像技术的发展给天文学与空间物理学研究带来了很多重要的数据与信息.近年提出的宽视场软X射线成像仪(SXI),将通过对太阳风电荷交换过程中产生的软X射线成像,实现对地球磁层的全景观测.在这一背景下,如何基于观测得到的二维图像反演地球磁层的三维构形,是目前需要解决的一个重要问题.文章采用最近提出的切线拟合方法(TFA),验证了该方法基于SXI仪器模拟的单张软X射线光子计数图像反演磁层位形的有效性.结果表明,当SXI在典型的卫星轨道远地点观测时,在中等及以上太阳风数密度条件下,使用TFA方法可以较好地反演出磁层位形.太阳风的数密度越高图像信号越强,反演结果越稳定.当太阳风数密度较低时,则不能直接从SXI光子计数结果中估计出准确的磁层位形信息.在此情况下,反演前还应考虑对图像预处理.此外,当卫星处于日侧轨道时,TFA对位于向阳侧的磁层位形的反演结果较好.

软X射线纳米CT综述

为了展现X射线纳米CT的相关性能和应用价值,本文介绍了软X射线纳米CT的基本原理和特性、数据预处理和重构方法,通过若干典型例子展示了软X射线纳米CT在不同科学领域的应用及成果,展现了其在含水生物样品研究方面的独特性和优越性。最后并对软X射线纳米CT的进一步发展做了展望。

软X射线显微术

本文讨论了软X射线显微成像的衬度机制和成像原理 ,并且详细地介绍了各种软X射线显微成像的方法以及它们的发展状况 .