焦斑

摘要： 资源短缺、环境恶化使太阳能成为大自然中能源开发与应用的主要对象之一。以实验教学平台为例,将经菲涅尔透镜聚光后形成焦斑落在热端的大小和焦斑中心距离热端中心的偏移量作为实验的切入点,针对需要对组件进行焦斑对位的问题,提出通过调节升降台和导轨微移台来实现热端的三维移动进行实验测试,验证发电机有效输出功率与焦斑投射在热端的平均能流密度有关。

摘要： 介绍了均方根(RMS)、半高全宽(FWHM)和50%调制传递函数(MTF)等效均匀分布等焦斑尺寸评价方法。针对一台直线感应加速器,通过建立理论模型和开展逐束片PIC模拟研究了长脉冲(约100 ns)电子束的聚焦过程,分析了能量、流强与平顶区差异较大的脉冲上升/下降沿对FWHM和MTF焦斑尺寸的影响。研究结果表明:能散度较大的束流上升/下降沿会导致束流焦斑,尤其是MTF焦斑显著增长,在模拟结果中FWHM尺寸增长约9%,而MTF尺寸增长达到约24%,是目前导致束流底宽偏大的主要因素之一。

摘要： 为研究强脉冲辐射源的辐射变化规律,针对辐射源焦斑图像,设计了一种基于像质分析的强脉冲辐射源焦斑图像分割方法.首先,在分析辐射源焦斑图像一般特点并总结常见图像分割方法的基础上,提出了适合于焦斑的图像分割方法.其次,采用图像信噪比、图像灰度最大值及图像模糊度3个图像质量评价参数对辐射源焦斑图像进行了定量化像质分析.最后,在经典OTSU阈值分割方法的基础上,提出了根据像质分析结果动态调节分割算法的计算策略.仿真实验结果表明,本文算法显著提高了图像的分割效果和计算的稳定性,证明了该方法的正确和有效.

摘要： 在激光驱动的惯性约束聚变装置中,常采用多种束匀滑手段对焦斑的时空特性进行调控.光传输链路中涉及的光学元件众多、传输变换复杂,往往导致光传输模型复杂,且在运用衍射光学方法分析焦斑形态和特征时面临大量的数据处理和计算,致使出现计算量大、计算效率低等问题,亟需寻求快速而简便的新方法来描述焦斑的统计特征.本文利用光场特性的统计表征方法对靶面光场进行表征,采用圆型复数高斯随机变量直接描述靶面光场的统计特征,并基于典型焦斑评价参数对衍射光学方法和统计表征方法得到的远场焦斑进行了对比和分析.结果表明,采用衍射光学方法和统计表征方法获得的焦斑的瞬时特征基本一致,其时间积分的远场焦斑有所不同,但仍可进一步采用相关系数来表征其远场焦斑的时间变化特征.

摘要： 研究设计双锥厚针孔结构体,利用小孔成像测量高能强流直线感应加速器光源的焦斑.建立数值计算模型,根据实际光源特性和实验布局条件,模拟光子穿过厚针孔结构的辐射成像过程,分析光源尺寸、分布和偏轴等对焦斑测量的影响.理论计算结果显示对光源物面的空间分辨率可达5 lp/mm.

摘要： 为了解决太阳光经传统菲涅尔聚光镜聚光后太阳能电池接收面上的光强分布不均匀问题,设计了一种环带式菲涅尔聚光镜.根据菲涅尔环带设计方法,把接收面划分为与之对应的环带,使光线在经过菲涅尔聚光镜的表面环带后进入相应的接受面环带,减少了光能损失并提高了光强分布均匀性.给出了在350 nm ~760 nm波段范围内太阳张角角度为0.54°、口径200 mm、高宽比为0.65、聚光比为400的菲涅尔聚光系统设计实例,通过T racepro模拟并分析了菲涅尔聚光镜的光学能力.结果表明:在接收面尺寸相同的情况下与参数相同的的传统匀光菲涅尔聚光镜相比,此环带菲涅尔透镜光斑能量分布均匀性达到75%.%In order to solve the problem of nonuniform distribution of light intensity on the re-ceiving surface of solar cells after the solar light was collected by the conventional Fresnel con-centrator,a belt type Fresnel concentrator was designed.According to the Fresnel belt design method,the receiving surface was divided into corresponding zones,which made the light first pass through the surface belt of Fresnel condenser then enter the corresponding receiving surface strip,so as to reduce the optic energy loss and improve the uniformity of light intensity distribu-tion.This paper gave an example of Fresnel condenser system with the solar flare angle of 0.54°, the diameter of 200 mm,the height width ratio of 0.65 and the concentration ratio of 400 in the wavelength range of 350 nm~760 nm,simulated and analyzed the optic capability of Fresnel con-denser by Tracepro.Results show that compared with traditional uniform Fresnel lens condenser of the same parameters and in the case of the same size receiving surface,the spot energy distri-bution uniformity of the belt-type Fresnel lens reaches 75%.

摘要： 针对端窗透射微型X光管阳极靶材,分析了真空中靶材的热效应,建立了镀层旋转高斯体热源模型和均匀圆柱体热源模型,利用有限元分析软件ANSYS建模,采用不同热源模型模拟靶材温度场的分布,并给出不同热源模型下靶材在不同焦半径时的导热情况.实验模拟结果表明:输入功率一定时,采用两种热源模型能够得到基本一致的温度场,高温区均呈半椭球状;焦斑一定时,两种热源模型靶材中心温度均随输入功率成正比增加.当焦半径小于50μm时,两种热源模型温差达到300°C,在焦半径值在50μm附近时,两种热源模型靶材中心温度均会发生巨大变化.当焦半径大于50μm时,两种热源模型靶材中心温度相差不大.

摘要： 《物理学报》2016年第65卷第21期第219501页《线焦斑X射线源成像》一文中，因合作作者之间沟通不够及时和充分，造成错误，特此更正，并诚挚地向读者致歉。期刊网上此文的电子版已做相应更正．

摘要： 采用几何分析法及MATLAB软件建立了5 kW碟式太阳能集热器竖直截面抛物面模型,采用Solidworks软件建立了该集热器的三维模型,利用TracePro软件对该三维模型进行光学仿真及焦斑分析.结果表明:5 kW碟式太阳能集热器竖直截面抛物线开口直径应为8 m;当焦距为4.812 6 m时集热器的理论聚光比最大,系统实际允许误差角度小于0.58°.

摘要： 医用CT球管作为CT机的核心部件之一,电子发射系统是其设计的关键部分.本文描述了5MHU医用CT球管的电子发射系统的二维模拟计算,并且利用模拟工具探讨了焦斑尺寸与球管电压电流的关系.本文的计算结果和结论都得到了很好的实测验证.

摘要： X射线源的焦斑尺寸是反映射线源成像性能的重要参数.利用针孔成像法对MeV 级脉冲X射线源的焦斑进行了测量.实验结果经过系统校正后,得到了焦斑的图像和调制传递函数,然后根据调制传递函数值为0.5 时对应的空间频率确定出X射线源焦斑的尺寸,为射线源的性能评价提供了有效的数据.

摘要： 本文采用均方根梯度描述低频位相噪声，建立了合理的低频位相畸变模型，以I/II 类角度失谐KDP 晶体的高强度三次谐波转换为例，详细的研究了低频位相畸变对三倍频光聚焦特性的影响。研究结果表明，三倍频光的焦斑半径随着基频光低频位相畸变的均方根梯度增大而明显增大，并且在均方根梯度较大时与基频光的焦斑半径相近。

摘要： 采用波动理论方法分析了平面电磁波经点聚焦透镜天线会聚后焦斑大小和横向空间分辨率,得出了此类天线在会聚点的天线特性与某种平面口径天线在无穷远处的天线特性的关系,提出了透镜天线分辨率的一种测量方法.通过实测,测量结果和理论较为吻合.

摘要： 本文分析了高强度聚焦超声中多基元凹球面发生器形成焦斑的形状、大小焦斑外的径向旁瓣和纵向声压分布等声场特性,同时还与透镜发生器的特性作了比较.

摘要： 提供了一种扩展的光学脉冲展宽器，该扩展的光学脉冲展宽器组合共焦脉冲展宽器，以在每个光路配置中生成例如4次反射、4次反射、12次反射和12次反射。包括不同反射镜分隔和延迟路径长度的组合可以导致非常长的脉冲展宽、长的光学延迟和最小的效率损失。而且，在扩展的光学脉冲展宽器中，可以相对于反射镜的曲率中心来定位至少一个分束器，以使每个光路“展平”，从而使光束能够在同一平面(例如，平行于地板)内传播。而且，各个反射镜的曲率和尺寸可以被设计为将分束器定位成更靠近反射镜组中的一个反射镜，以允许光学脉冲展宽器正确地适配在激光系统中的分配位置处。

摘要： 本发明公开了爆炸动焦散斑特征识别提取及应力强度因子自适应算法，具体包括以下步骤：S1:设计装药结构、制作药包并进行炮孔装药固定；S2：开展爆炸加载动态焦散线实验并拍摄记录整个过程；S3：批量读取测试得到的待分析爆炸加载实验焦散斑图像；S4：对批量待分析焦散斑图像进行Mask匀光处理；S5：将图像转换为灰度图并进行非局部均值滤波。本发明公开的爆炸动焦散斑特征识别提取及应力强度因子自适应算法具有实现了动态数字焦散实验焦散斑特征自动识别提取和应力强度因子等参数自适应计算、存储和输出过程，克服了传统分析精度差，分析工作量大，分析过程繁琐不具有自适应性且受分析人员主观意志影响严重的缺陷效果。

摘要： 本发明提供一种基于正交光楔分光特性及焦斑重构算法的激光远场焦斑测量方法，该方法的测量装置包括一对正交光楔、聚焦透镜、CCD成像器件和计算机系统，入射激光束经两块楔角朝向彼此正交的光楔器件的分束及聚焦透镜的会聚后，在位于透镜焦平面内的CCD光敏面上形成峰值强度依次衰减的子光斑阵列，采取有效的方法将所测得的各子光斑进行拼接融合，最终重构得到完整的激光远场焦斑强度分布。本发明可以大幅度拓展CCD的测量动态范围，将实际焦斑的大量高频旁瓣信息从CCD背景噪声中提取出来，使准确测量和评估光束质量成为可能。

摘要： 本发明属于光学精密测量技术领域，涉及一种分割焦斑探测的超分辨双轴差动共焦测量方法与装置。该方法与装置利用探测器横向偏移可使双轴共焦显微技术的轴向响应曲线产生相移这一特性，在双轴共焦显微结构中采用分割焦斑的横向差动探测方式接收测量光束并进行处理，并结合超分辨光瞳滤波技术，实现了提高系统分辨力、扩展工作距离、提高抗干扰能力和改善线性范围的目的。可用于微电子、材料、工业精密检测、生物医学等领域中进行精密测量。

摘要： 本发明提供一种基于正交光楔分光特性及焦斑重构算法的激光远场焦斑测量方法，该方法的测量装置包括一对正交光楔、聚焦透镜、CCD成像器件和计算机系统，入射激光束经两块楔角朝向彼此正交的光楔器件的分束及聚焦透镜的会聚后，在位于透镜焦平面内的CCD光敏面上形成峰值强度依次衰减的子光斑阵列，采取有效的方法将所测得的各子光斑进行拼接融合，最终重构得到完整的激光远场焦斑强度分布。本发明可以大幅度拓展CCD的测量动态范围，将实际焦斑的大量高频旁瓣信息从CCD背景噪声中提取出来，使准确测量和评估光束质量成为可能。

摘要： 本发明属于光学精密测量技术领域，涉及一种分割焦斑探测的超分辨双轴差动共焦测量方法与装置。该方法与装置利用探测器横向偏移可使双轴共焦显微技术的轴向响应曲线产生相移这一特性，在双轴共焦显微结构中采用分割焦斑的横向差动探测方式接收测量光束并进行处理，并结合超分辨光瞳滤波技术，实现了提高系统分辨力、扩展工作距离、提高抗干扰能力和改善线性范围的目的。可用于微电子、材料、工业精密检测、生物医学等领域中进行精密测量。

摘要： 本发明公开了一种超高峰值功率激光聚焦焦斑预测系统及其仿真方法，该系统包括聚焦光学系统光路排布结构、压缩光栅后诊断系统、离轴抛物面焦点后方测量系统；该方法包括根据焦斑预测系统参数模拟输入光束，设定弱光校正完毕后，焦斑处波前，设定圆形面表示弱光和强光打靶状态下的静态误差，并计算离轴抛物面后误差波前和强度的相对分布，最终计算远场焦斑能量分布和功率密度，实现了将离轴抛物系统引入的像差加入标定方法中，提高了焦斑分布预测的准确性。

摘要： 本发明属于成像领域，具体涉及一种激光焦斑清晰度判别方法，用于解决现有清晰度评价方法只无法覆盖中心像素的全部边缘信息导致容易陷入局部最优解的不足之处。该激光焦斑清晰度判别方法以焦斑圆心为中心，向焦斑四周发射N条均布的同心径向射线，计算每条射线上被其穿过的像素点的梯度，将所有射线的梯度和作为激光焦斑清晰度的判别依据。

摘要： 一种焦斑处超短激光脉冲宽度测量方法，包括沿光路依次放置的可变光阑，旋转渐变衰减反射镜，第二反射镜，最后通过离轴镜后进行聚焦，当焦点处的功率密度超过一个固定的阈值，将从焦点开始产生激光成丝现象，成丝后的激光通过一个漫反射板散射。通过成像相机的测量数据可以锁定该激光成丝状态；同时通过透镜收集激光成丝产生的荧光进入光谱仪，通过光谱仪的测量数据也可以锁定该激光成丝的状态。由于光束口径、焦斑大小、产生激光成丝的激光阈值功率密度等都是已知的，这样测量的超短激光脉冲宽度直接与产生激光成丝时的输入阈值能量成正比，通过严格的标定后，脉冲宽度等于产生激光成丝时的输入阈值能量乘以标定系数。本发明采用有别于传统的测量方法，能轻易的测量到打靶中靶点处的脉冲宽度。

摘要： 本发明提供一种高能电子直线加速器X射线焦斑测量装置及方法，所述装置包括第一厚金属测试板、第二厚金属测试板、直线滑台、平板探测器、电子直线加速器X射线源，直线滑台的滑块上可拆卸的安装有第一厚金属测试板或第二厚金属测试板，直线滑台位于平板探测器与电子直线加速器X射线源之间，第一厚金属测试板的中心处开设有第一厚金属圆孔，第二厚金属测试板的中心处开设有第二厚金属圆孔，所述方法步骤包括采集不同放大倍数下高能加速器X射线束穿过第一厚金属圆孔、第二厚金属圆孔的DR图像，获得圆孔边缘响应函数，再由滤波反投影算法重建加速器X射线焦斑的图像，本申请实现高能电子直线加速器X射线源焦斑尺寸的测量，适用范围广。