摘要：为满足"神光Ⅱ"升级激光装置实验的激光等离子体高空间分辨和窄带宽的精密成像诊断需求,本文研究球面弯晶单色成像技术,并对其进行优化设计及实验验证。首先,使用光线追迹方法分析了成像像距、布拉格角、背光源尺寸等成像系统参数对球面弯晶成像性能的影响,分析了设计参数的变化对成像空间分辨能力的影响,并在X射线管上开展了测试验证实验。研究结果表明:二维成像时,在等分辨成像像距处可以获得较好的成像结果,增大布拉格角可以抑制像差进而提高成像质量,更小的背光源尺寸也有助于提高成像的空间分辨率。测试实验获得了清晰的网格背光成像,成像结果与预期相符,空间分辨率优于14μm。这一工作有助于球面弯晶成像系统的优化设计及其在激光等离子体精密诊断中的应用。

摘要：提出了一种基于光栅衍射原理的椭圆反射式波带片(ERZP)光线追迹算法,分析了ERZP的衍射聚焦和能谱分辨特性。基于该算法,将ERZP光线追迹模块添加到光学仿真软件X-LAB中,使之具有了计算量小、效率高等优点,这对含有ERZP光学系统的设计和数值模拟具有重要意义。

摘要：介绍了一种基于无人飞行器平台的嵌入式软件重构方法,并通过实例详细介绍了基于80C196单片机的嵌入式软件重构的设计和实现方法。在讨论了重构原理和具体实现方法后,强调了在软件重构设计时需要考虑的可靠性措施。

摘要：结合普通透射光栅的分光特性和菲涅耳波带片的聚焦特性,提出一种应用于软X射线波段的新型透射式自聚焦光栅。根据菲涅耳衍射理论,对其衍射特性进行理论推导,证明该新型光栅存在一个与光栅平面垂直的焦平面,不同波长的光波聚焦于该焦平面的不同位置。在焦平面上,焦点位置随光子能量的变化是线性的,即能实现光子能量的线性测量。通过解析推导,得到在沿着焦平面和垂直于焦平面两个方向上光斑的展宽模式,发现该新型光栅在沿着焦平面的光斑展宽模式不同于普通光栅。根据基尔霍夫衍射公式,设置实用化参数,对其衍射模式进行了详细的数值模拟研究,并讨论了相应的测谱范围和谱分辨率。

摘要：介绍了一种掠入射式多包含角平面光栅单色器的设计原理,从理论上对其可行性进行了分析和验证。该单色器系统对SX-700型单色器进行了改进,通过简单地升降多角平面反射镜即可对覆盖某个波长范围的包含角进行改变,选择所需的单色光波长。通过光学仿真软件X-LAB模拟了光束入射到多角平面反射镜的单个角度的反射面时,单色器对软X射线波段1~2.48nm的单色化效果,从理论上验证了本设计能够实现宽能谱扫描及高次谐波的抑制,并且该单色器结构简单,易于在实际应用中得以推广。

摘要：长期以来,惯性约束聚变(ICF)研究软X射线诊断科学仪器设备的元器件标定工作主要依赖同步辐射光源X射线辐射计量站进行。该类装置通常与用于开展ICF研究的大型激光装置分处两地,难以满足ICF研究软X射线元器件实时实地的标定应用需求。另外,由于同步辐射和ICF激光等离子体产生的X射线辐射特性存在较大差异,同步辐射计量站的标定结果事实上也不能完全反映元器件在ICF实验应用中的计量响应特性。本文首先介绍一种基于单光学元件的软X射线紧凑型无谐波光源单色化技术,以此为基础提出研制基于ICF激光等离子体X射线源的同源、同几何位形、双束比较校准的多能量通道光源单色化系统,用于ICF应用软X射线元器件的在线标定。新系统一方面可望满足ICF软X射线元器件实时实地的标定应用需求;另一方面,其提供的标定光束的技术特征将最大可能地接近ICF激光等离子体X射线辐射本身。配备相应的X射线二极管(XRD)和标准探测器之后,该系统将形成一套具有在线自校准功能的新型多通道δ能量响应软X射线能谱仪。

摘要：为改进用于X射线聚焦的二值化Gabor波带片目前所存在的结构复杂、不利于加工制作的问题,在不改变梯形透过率函数的前提下,通过将传统的梯形孔基元变为平行四边形基元应用于波带片的设计之中,提出了一种聚焦效率更高的具有准单级聚焦特性的波带片。理论推导显示,该波带片除了像Fresnel波带片一样能够消除偶数级的焦点外,还可以消除3q级(q为整数)的焦点,1/m^4(m为焦点级数)的效率衰减系数也使得高级衍射得到了很好的抑制。MATLAB数值模拟的结果证明,该波带片的特性不仅满足以上推论,还具有比Fresnel波带片和环带扇形基元阵列波带片更低的背景噪声,可以看作是一种准单级聚焦的新型波带片。此外,在同一波带内,这种基于平行四边形基元孔的波带片设计的透光区始终保持各处的径向宽度为该波带的一半,且扇区结构简单一致,能够降低不少加工难度,易于推广应用。

摘要：传统光栅的基础研究和应用研究进展一直备受关注。然而,高阶衍射污染使传统光栅获得的光谱纯度受到严重影响。为了抑制高阶衍射贡献,人们提出了许多单级或准单级光栅的设计方案,但它们对高阶衍射的抑制效果不可避免地受到加工精度的限制。提出了一种准周期矩形孔阵列光栅,通过优化矩形孔的概率密度分布函数,获得了比以往设计更大的加工误差宽容度。对这种光栅的衍射特性进行了分析研究。理论计算表明,即使孔径相对误差超过20%,光栅也可以完全抑制二阶、三阶和四阶衍射,五阶衍射效率与一阶衍射效率之比小于0.01%,大大降低了对加工精度的要求。

摘要：针对自由电子激光、同步辐射光束线以及惯性约束聚变、极端条件物理过程等X射线光学系统,开发了具有独立知识产权的光学设计仿真软件X-LAB。基于光学衍射算法和序列式光线追迹算法,该软件集光线追迹仿真、矢量衍射仿真和复杂微结构特征光学元件版图绘制等功能,具有界面友好、操作便捷、包含特殊光学模块、支持"用户定制"功能等特点,为开展X射线光学系统、光学元件概念设计、优化和研制提供了不可或缺的平台。目前,X-LAB成功应用于能谱分辨率优于1000、能谱范围10～100eV的北京同步辐射3B1无谐波单色化束线设计中及空间分辨优于6μm,视场500μm的惯性约束聚变物理过程X射线诊断光学系统——K-B镜系统的设计和优化中;具有复杂微结构光子筛版图绘制功能。

摘要：探索模糊神经网络在煤炭地下气化微机监测系统中的应用．主要介绍整个系统的硬、软件设计，同时讨论了对煤炭地下气化燃烧工作面进行计算机监控的可行性及原理．最后进行了仿真调试，得到了满意的效果．