高时间分辨的扫描式分幅技术

介绍了二种用于ICF激光等离子体诊断的X射线扫描式分幅技术的技术原理;分析了相关的性能参量.借助于特别设计的扫描变象管进行了该技术的原理性实验,并利用计算机数字图象处理技术进行图象的重构.实验获得了持续时间约100ps的发光过程的16幅图象,曝光时间优于10ps.阴极上空间分辨率分别为3.5lp/mm.     

变像管皮秒分幅和飞秒扫描相机的实验研究

本文将描述两种变像管皮秒分幅相机和一种飞秒扫描相机的设计特点、动态测试方法和实验结果。第一种变像管皮秒分幅相机采用了交叉点扫描多光栏分幅的方法,其变像管具有长加速电极和短阳极的静电弱聚焦系统与偏转灵敏度高、偏转像质好的偏转群体结构;其超快速控制电路只需一个光电开关斜坡电压脉冲发生器和一个特殊设计的脉冲成形网络即可送出具有合适时间关联的4对正负极性三角波和一对正负极性的单台阶液电压脉冲。实验表明,该相机在提供6幅分幅图像的情况下,每幅图像全曝光时间为80ps,除 3～4幅图像间的时间间隔为680ps外,其余均为160ps,动态空间分辨率达到5.51p/mm。第二种变像管皮秒分幅相机采用快门式分幅方法;其变像管采用行波偏转系统,内增强MCP做成带状线结构,并具有输入输出阻抗变换器,其三台阶波和快门脉冲序列均由光电开关电路和脉冲成形网络产生。该相机在提供三幅分幅图像的情况下,每幅图像全曝光时间为660ps,画幅之间的时间间隔均为4ns,动态空间分辨率为5.5lp/mm。飞秒扫描相机采用MCP内增强飞秒扫描变像管、具有负时间畸变的中继透镜和无触发晃动的光电开关扫描电路。实验证明,该相机在时间分辨率为500fs时,其动态范围为30;当时间分辨率为1.2ps时,其动态范围可达500;无扫描图像弯曲现象,触发晃动为±2ps.     

皮秒X射线分幅相机性能实验研究

介绍了扫描型皮秒X射线分幅相机的分幅原理,主要技术指标的测试方法和结果。相机的动态空间分辨优于61p/mm,最短曝光时间75ps(FWHM),触发晃动(80％发次)小于±30ps,几何畸变小于±5％,达到现场实验诊断的要求。     

X射线皮秒变象管分幅相机研究

本文介绍了我们提出的一种新的实现皮秒分幅摄影的技术方案,其优点是对控制线路要求不高,给出了用计算机对此方案进行数值模拟的结果和新设计的用于这种分幅方案的变象管特性,用直流X射线源测出该变象管的静态空间分辨率为20lp/mm。用激光打靶产生的脉冲X射线测量了相机动态特性,已得到了四幅动态像,每幅曝光时间150ps,空间分辨率3lp/mm。     

C.变象管高速摄影的最新进展

本文简要介绍和评述了在第十九届国际高速摄影与光子学会议上发表的有关变象管高速摄影技术的结果,据报道,飞秒条纹变象管的时间分辨率设计值达50fs,皮秒分幅相机的最短曝光时间实验值为50ps。CCD两维图象读出系统已普遍用于皮秒条纹相机系统。纳秒分幅/扫描摄影向高性能、程控化发展。本文还涉及了超短光脉冲技术的新成果在变象管动态测试中的应用。     

超高速光电分幅相机及应用北大核心CSCD

采用高精度、低像差的光学分幅技术,结合高精度延时控制及超快门选通微通道板(MCP)轮替曝光技术,以及CCD图像采集方法,研制了高性能的超高速光电分幅相机,其摄影频率为2×108幅/秒,像面空间分辨率为36mm-1,可连续拍摄8幅1 600×1 200像素的大画幅图像。将该相机应用于钨丝发光实验和雷管破裂实验,获得了清晰的实验图像。     

超高速光电分幅相机及应用

采用高精度、低像差的光学分幅技术,结合高精度延时控制及超快门选通微通道板(MCP)轮替曝光技术,以及CCD图像采集方法,研制了高性能的超高速光电分幅相机,其摄影频率为2×108幅/秒,像面空间分辨率为36mm-1,可连续拍摄8幅1 600×1 200像素的大画幅图像。将该相机应用于钨丝发光实验和雷管破裂实验,获得了清晰的实验图像。     

软X射线皮秒分幅相机的增益压窄效应

 高速行波选通的X射线皮秒分幅相机的时间分辨率受皮秒选通脉冲的宽度和幅值的非线性关系直接影响。针对微通道板(MCP)行波选通皮秒分幅相机中的“增益压窄效应”,在高斯型皮秒选通电脉冲作用下,通过计算MCP分幅管的时间分辨率和对增益压窄效应的分析,得到MCP皮秒选通分幅管的增益压窄指数约为10.0,分幅管的时间分辨率约为选通脉冲脉宽的1/3.16。并在脉冲参数（250 ps,－1 100 V）和（220 ps,－900 V）下进行了分幅相机时间分辨率理论计算和实验测试,分别得到了理论时间分辨率为78.8 ps和67.6 ps,相机实验时间分辨率为76.4 ps 和66.5 ps的结果。     

脉冲展宽分幅变像管色差特性分析

提出了一种短磁透镜成像的脉冲展宽分幅变像管,变像管阴极加载偏置-3 000 V直流电压和斜率为10 V/ps的斜坡电脉冲,斜坡脉冲使阴栅间加速电压发生变化,进而引入了与脉冲斜率成正比的额外色差,对该色差特性进行了分析。仿真结果表明,在色差作用下,不考虑电子图像时间长度,瞬态轴上空间分辨率在20 ps内从约60 lp/mm下降至约2 lp/mm;考虑电子图像时间长度后,电子图像的空间分辨率在20 ps内从约10 lp/mm下降至约2 lp/mm。根据仿真模型搭建了实验平台,实验结果表明,当阴极电压从-3 000 V变化至-2 860 V时,2.5 lp/mm分划板的图像调制度下降约为10%。     

四通道X射线MCP行波选通分幅相机

简述了MCP行波选通分幅相机的工作原理及技术指标,报道了最新研制的四通道行波选通分幅相机的研制结果及使用情况,相机可接连拍摄12幅图象,每幅象的曝光时间为60至100ps、空间分辨率15lp/mm时调制度10％,观测时间在几百皮秒至几纳秒内可调.在星光装置上的使用表明相机的实用性强、抗干扰能力高,并在国内首次较全面地测量了各种靶型的时间分辨分幅结果.     

多光谱成像的粒子图像测速

基于时间分辨的粒子图像测速技术(time-resolved particle image velocimetry, TR-PIV)是一种广泛应用的非接触式二维瞬时流场可视化测量技术。为了得到流场精细的瞬态空间结构和演变过程,提出了一种利用多光谱成像技术来提高流场测量的时间分辨率的方法。利用多个不同波长的脉冲激光照明流场中的同一测量区域,使用多光谱成像系统采集不同波长的粒子图像,经过图像分离,判决计算产生速度矢量场。为了验证这一原理的可行性,使用三种不同波长(488,532和632.8 nm)的单色光谱脉冲搭建了一套基于多光谱成像的TR-PIV系统,通过多波长激光脉冲之间时序的精确控制,将两帧图像之间的时间间隔从10 ms缩短至3.4 ms,时间分辨率提高了3倍。结果表明基于多光谱的TR-PIV测量系统在保持PIV技术瞬时全场测量特点的同时,时间分辨率大为提高。     

高分辨率遥感影像融合处理技术的对比分析研究

随着遥感技术的发展,获取遥感数据的手段越来越丰富。由各种不同的传感器获取的影像数据与日俱增,在同一地区形成了多时相、多分辨率的影像序列。如何综合各种类型的遥感影像信息,提高遥感数据的利用效益已成为遥感应用的瓶颈问题。多源遥感数据融合技术是解决这一问题的有效手段。高空间分辨率影像数据的多样性和复杂性对遥感信息融合处理技术提出了新的更高的要求。以IKONOS卫星数据为例对其进行了空间分辨率的影像融合。研究中引入了多种融合方法,如IHS变换、主成分分析、小波变换以及基于区域特征的自适应小波包算法。从光谱质量和空间信息的角度出发对融合方法进行了比较研究,分析出了比较适合于IKONOS卫星的高分辨率影像融合的处理方法。     

Echo-planar rotating-frame imaging

A new rotating-frame imaging method that produces a complete cross section of an object in a single experiment is reported. The echo planar rotating frame imaging (EPROFI) technique uses two perpendicular RF gradients for two-dimensional spatial encoding and fully exploits the formation of rotary echoes for fast sampling of spatial frequencies. The acquisition scheme yields the Fourier transform of the spin distribution on Cartesian coordinates for straightforward image reconstruction. Implementation of the technique on a low-field portable NMR probe is described and results are presented for test objects with different geometries.     

Holographic watermarking for authentication of cut images

A watermarking technique, with a Computer Generated Hologram (CGH) coding system of the mark, is introduced and tested. The CGH watermarking can be used to authenticate parts of the original image. The hologram of the mark is embedded in the spatial domain by a blind additive embedding technique. The use of holography allows authenticating cuts of the original image, is the major novelty of this paper. The proposed methodology is characterized as an authentication technique, since it does not rely on the original image to decide whether the watermarked image has been altered or not and at the same time it is able to detect and localize any possible malicious change. Asymmetric cryptography is used to hide the hash information in an unambiguous way (non-repudiation property).     

Parameter choice for optimized digital image correlation

Digital image correlation is a photomechanical technique utilized to measure displacement fields. Although the method has been used successfully in a variety of applications, there is a need for guidelines to choose correlation parameters and for an understanding of their link with the analyzed texture and their effect on the uncertainty of measured quantities. In this paper, two criteria are proposed from a texture study to evaluate the best compromise between measurement uncertainty and spatial resolution prior to any mechanical test. These criteria are then validated on a priori uncertainty evaluations with different textures, and on a real experiment when comparing image correlation results with strain gauge data.     

Gain in phase sensitive parametric image amplification

We report an experiment of type 2 parametric image amplification in a phase sensitive configuration. In the spatial frequency domain, the parametric gain corresponds to amplification or deamplification, depending on the relative phase of the input image with respect to the pump wave and on the spatial frequencies of the input image.     

软X射线激光背光阴影成像技术的空间分辨研究

软X射线激光阴影成像技术是一种诊断高温稠密等离子体临界面附近阴影轮廓的诊断技术,具有测量视场大、空间分辨能力高的特点,具有重要的应用前景.对该技术的空间分辨具体能够达到什么程度则没有进行过系统研究.本文分别从光路几何、衍射极限、成像像差三个方面进行了仔细分析,结果表明目前采用该技术的诊断系统能够达到约2μm的空间分辨.主要受限是光路几何因素,通过增加放大倍数、选择单元尺寸更小的接收元器件等方式,有希望达到优于1μm的空间分辨.     

在白光图象处理系统中利用色度测量作黑白图象的加法和减法

本文提供了一个新技术的理论和实验结果,即在白光图象处理系统中利用傅里叶频谱平面的彩色滤波和在输出平面的色度测量来作黑白透明图象的加法和减法。待处理的透明片的光强透过率可用原色的色度坐标来表示,两个图象的相加和相减的结果可在同一输出平面上以其相应的色度坐标值表示出来。 关键词：     

基于光参量变频与放大的高灵敏红外成像技术

针对可用于微弱红外图像探测的光学参量变频与增强技术,进行了仿真与实验探索.针对高增益光参量放大器(OPA)过程中的参量荧光背景噪声,提出了基于外接圆模型的空间滤波技术,通过仿真优化设计,利用空域、频域滤波与像传递系统相结合的方法,将参量荧光背景的抑制比例超过70%,其增强后的成像质量较之前有明显改善,峰值信噪比提升22%.基于10 Hz,355 nm的大能量皮秒紫外抽运激光,实现了红外波段到可见光波段的参量频率上转换,得到了超过1.3×108(82 d B)的光学图像增益.实验结果表明,采用高增益OPA作为光学预放大级之后,常规非制冷电荷耦合器件可实现微弱红外成像的有效探测,灵敏度可达每像素7.4个光子.该方案有望用于单光子级高灵敏红外成像场合.