高速分幅相机与阳加速器的精密电流同步技术

针对在阳加速器上进行Z箍缩实验时存在的同步精度低的问题,研究了一套同步触发信号取自加速器输出电流的技术。利用加速器工作电流波形与物理实验现象间的固有延迟时间关系来判断同步的时刻,时间关联的精度可到达ns量级。为了防止加速器对测量系统的影响,根据延迟时间长短的不同情况还研究了光电隔离方式和光纤传输方式,解决了在阳加速器平台上的电磁干扰问题,实现了在阳加速器上进行可靠物理实验的精密测量工作;本触发方式配合高速分幅相机的应用,稳定而可靠地以10 ns间隔、3ns曝光时间拍摄到了Z箍缩的发展过程。

FJZ-250型高速分幅相机时间测量不确定度分析

FJZ-250型高速转镜分幅相机因转镜速度的不可重复性,光机结构的构造原理和控制系统各路高压触发时间的漂移,导致了时间测量的不确定度。为此,须对相机测量数据进行校正。阐述了校正方法、提供了逐幅校正位置误差的修正系数。若以预置转速对应的名义周期值去处理测量结果,则相机的时间测量合成不确定度将达1%,对名义周期值和名义幅间间隔时间值进行修正后,则可降至0.3%。

用于电子束参数测量的高速分幅相机

对于高能强流电子束束流参数测量技术而言，随着对其性能研究的深入和测试技术的进步，已提出了进行束流参数的时间分辨测量的高要求，时间分辨测量的重要性在于可以了解电子束脉冲的各种参数在约100ns内发生变化的过程，从而对电子束的调控提供出准确的数据，对于更精细了解电子束性能和电子束调试具有重要的意义。

高速分幅相机与阳加速器的精密电流同步技术

在阳加速器上进行的Z箍缩内爆实验研究根据过程的快慢分为主要从事数百万至数千万大气压状态下冲击波物理、内爆动力学、界面不稳定性、高压物态方程等物理问题的研究和在实验室内产生兆焦级乃至几十兆焦超强X辐射源来从事有关物理问题和应用方面的研究。

S一150型超高速等待式分幅相机及其、在爆轰试验中的应用

给出了S-150型超高速等待式分幅相机的主要技术性能：最高摄影频率为1.4×10^6幅/s像幅尺寸14mm×20mm，总幅数110幅，测速误关小于±0.2%，稳速误差不大于±3%，目视分辨率好于341p/mm。相机采用微机控制台，具有虚拟控制，实时显示，自动控制程度高等特点，文中提出的时间关联方法，保证了总记录时间的最有效利用。相机性能稳定、可靠、安全，在爆轰试验中得到了很好的应用。

时间分辨的强流脉冲电子束参数的光学测量诊断系统研制

电子束束参数是衡量各种加速器产生的电子束品质的重要参数,其测量技术的研究及测量工作是极其重要的一个方面。由于加速器研制水平的提高,尤其在调试阶段对束参数的测量要求也变得更高,体现在高的时间分辨能力和更好的空间分辨率、数据更高的动态范围及更加直观的可视性。针对束参数中最基本的参数如束斑测量、发射度测量、能量测量等技术,利用已研制的高性能设备,针对强流脉冲电子束的特点,基于多种主要原理研制了比较完整的、时间分辨能力高达2ns、高灵敏度、高动态数据范围的电子束束参数光学测量及诊断系统,并编制了一套处理程序,达到了现场实时的数据处理水平,具有直观诊断的特点,为解决调试工作中诸多的问题提供翔实而准确的数据,成功地应用于多个加速器的调试。

神龙二号多脉冲电子束束参数的时间分辨测量技术

神龙二号是一台三脉冲强流脉冲电子束直线感应加速器,就其多脉冲的电子束束参数的测量而言,基本要求是单个脉冲可分辨,进一步的要求是脉冲内时间可分辨。基于光学渡越辐射原理及瞬态发射度测量系统原理,发展了一种束斑与发散角可以分开测量的光学布局结构,结合多台高速分幅相机,成功研制了一套完整的多脉冲电子束束参数的测量系统,其特点是灵活的组合测量方式,全面满足了神龙二号复杂艰难的调试及参数测量工作要求。测量系统最高时间分辨测量能力达到约2ns的水平,单个脉冲可以获得至少8个时间分辨的束参数测量结果。

序列脉冲激光在内窥镜高速照相中的应用

为了探索新型照明方式，推动在爆炸与冲击研究领域广泛应用的高速摄影技术的发展，对激光照明用于高速摄影的优势进行了简述，对序列脉冲激光器的工作原理进行了介绍。结合FJZ-250转镜式高速分幅相机的工作模式，研究了高速分幅相机与序列脉冲激光器同步工作实现高速分幅无动态模糊的高速摄影技术；设计了雷管驱动部分金属球壳的爆轰加载装置，根据爆轰装置参数，设计了高速分幅相机与序列脉冲激光器的参数和工作时序；采用内窥镜高速摄影方式，成功取得了爆轰过程图像，实时观测到部分球壳在雷管驱动下的形变情况，验证了序列脉冲激光照明在高速分幅摄影技术中应用的可行性。

高速分幅成像系统中多路图像性能不一致的校正方法研究

针对用于获取具有时间分辨能力的序列图像的高速分幅相机而言,其图像处理主要包括了图形的几何形变校正、图形位置配准、一幅图像中各像元响应的平场校正及各幅图像响应一致性的校正等内容,不仅要解决每幅图像本身的问题,还要解决各幅图像间的形态对比的问题。通过对这些处理目的所涉及的方法逐一进行进一步的研究,所获得的处理方法用于实际图像的处理获得了比较好的效果,大幅度提高了图像间的相关度和一致性,为解决多路成像系统图像性能不一致的现象提供了有效的方法,达到了实际应用的水平。

低冲击作用下JO-9159炸药的反应阈值

设计了改进的隔板实验装置,采用PVDF压力计测量受试炸药的入射压力,利用高速分幅相机得到炸药自由表面发展变化过程。通过分析计算得到入射压力与自由表面粒子速度之间的关系,并与未反应炸药计算的自由面粒子速度进行了比较,得到JO-9159炸药在低冲击作用下的化学反应阈值和点火阈值分别为1.13和1.98GPa。

神龙一号电子束质心运动测量研究

在强流直线感应加速器中,电子束质心位置的控制是一项重要技术,要达到较好的控制效果,前提是对电子束质心位置进行准确的测量和定位.针对具有时间分辨的电子束质心位置的测量和确定,介绍了测量实验系统的建立和数据处理两个方面的研究工作.该处理方法在实际应用时能够将电子束质心位置的误差控制在1～2个像素内.用高速分幅相机以10ns的时间间隔、3ns的曝光时间获得了神龙一号加速器在漂移段出口处的电子束质心运动情况.结果表明:束的质心主要在半径为0.5mm的区域内运动,束斑直径dFWHM值分别为8.4,8.8,8.5,9.3和7.6mm,测量结果可以为束的调控提供准确参数.

Z箍缩等离子体的图像分幅诊断技术

具有时间分辨能力的高速分幅相机,其幅间间隔时间达到10ns,每幅曝光时间不大于5ns,一次可以获得8幅图像,图像分辨率为1376×1035,标准幅面可以达到Φ80mm,满足在阳加速器上进行的Z箍缩内爆实验所要求的超快分幅诊断,系统由高速分幅图像采集、远近端控制部分、触发时间同步系统组成,该技术以分幅原理获得大幅面的图像数据,具有图像特征清晰、空间信息详细的特点,为Z箍缩过程的研究提供了翔实的实验数据.

强流电子束二极管等离子体光学诊断

通过处理强流电子束加速器主开关导通之后所形成的高压电脉冲,得到了二极管等离子体光学诊断的同步时间基准。采用高压电脉冲延时结合二极管等离子体光信号延时的方案,实现了相机曝光过程与等离子体发光过程的ns级精度同步。综合采取屏蔽、滤波等措施,实现了整个系统的电磁兼容,最终稳定地拍摄到了ns时间分辨的二极管等离子体发光过程。

激光干涉诊断电热化学发射装置产生的等离子体射流

叙述了用光楔错位干涉与高速摄影技术相结合诊断电热化学发射装置中等离子体发生器产生的等离子体射流的方法，得到了等离子体射流的电子密度和温度等参数的分布。该方法有助于改进电热化学发射装置中等离子体发生器的设计及其效能的提高。

2MeV注入器束参数测量系统的精确触发方式

针对使用高速分幅相机测量2MeV注入器电子柬柬参数所要求的精确同步问题．采用了由功率系统的动作波形获取系统的触发信号方式。消除传统的触发方式带来的延时长、精度低（抖动大）的不利影响，满足使用高速分幅相机准确获取束流前期不同时刻的束参数波形的精确触发要求。

切伦科夫辐射的强流电子束均匀性光学诊断

透明介质中带电粒子的运动速度大于介质中的光速时就会产生切伦科夫辐射光。搭建了基于切伦科夫辐射光的强流电子束均匀性诊断系统,实现了时间和空间分辨的纳秒级电子束均匀性光学诊断。利用程序对诊断系统进行设计。在此基础上对两种天鹅绒阴极发射均匀性进行光学诊断测量。结果表明:在相同电参数下,碳纤维天鹅绒较化纤天鹅绒具有更好的发射性能,与之对应的切伦科夫辐射光斑面积更大,其亮度扫描曲线不但中心增强区域较化纤天鹅绒宽,在其边缘附近也有较强的亮度分布;通过分析切伦科夫辐射光斑的分布和强弱的时间分辨图像,可以得到阴极在电脉冲过程中的运行状态,具有10ns^100ns级时间分辨特性。

多间隙气体开关放电通道图像的实验研究

利用 45°锥体不锈钢反射镜和分幅式变象管高速相机 ,研究了环状不锈钢和弹簧两种间隙电极结构的气体开关在不同气压下自击穿和触发击穿时的放电通道。实验表明 :两种间隙电极结构开关触发击穿放电通道数比自击穿多 ;同等实验条件下 ,环状不锈钢间隙电极开关放电稳定性比环状弹簧间隙电极开关好 ,弹簧电极的均匀性和支撑需要进一步完善。

铅飞层中斜冲击波对碰马赫反射行为实验研究

采用线阵多普勒光纤探针测速技术(Doppler pins system,DPS)和高速光电分幅相机照相两种精密诊断技术,对铅飞层中斜冲击波对碰后的反射行为进行了观测。获得了飞层对碰部位速度-时间历史曲线和凸起形貌演化图像,给出了凸起轮廓发展演化过程、压力分布等实验数据和信息。结合冲击波反射理论,对铅飞层对碰区动力学现象进行了分析和解释,证实铅飞层中斜冲击波对碰后发生了马赫反射。

SF_6气体中绝缘子沿面放电的发光特性

利用光电倍增管及高速摄影机 ,对SF6气体中绝缘子沿面预放电及放电通道形成过程中的发光进行了检测 ,得出快速振荡冲击 (FOI)比雷电冲击 (LI)更容易使绝缘子沿面的SF6气体产生电离与复合 ,从而造成快速振荡冲击电压下 ,极不均匀场中绝缘子沿面放电电压的降低 .试验结果还证实 ,雷电冲击下绝缘子沿面放电遵循先驱机理 ,而快速振荡冲击下放电遵循先驱与高频联合机理 .

快速震荡电压下六氟化硫气体间歇放电光电检测

针对六氟化硫气体在震荡电压下的间歇放电的广电检测中使用的PMT和帧类型图像转换管的高速摄影机上的放电所产生的光学信号的检测。实验证明,光电检测研究下快速振荡脉冲6SF6气体放电过程中有效。由上述试验结果可以看出,六氟化硫气体在快速振荡下的放电特性和标准雷电波放电特性的影响是不同的,负极的作用下,在电机上的影响下快速振荡,呈现放电特性。