摘要：光锥阵列耦合数字X射线探测器是获得大面积高分辨率数字X射线成像的重要途径,但目前通常采用粘结固定的方式实现光锥阵列各小端面与对应图像传感器芯片之间的耦合.为克服粘结耦合方式的不足,设计并实现了一种可微调的非粘结2×2光锥阵列耦合数字X射线探测器.该方案能够在调节空间受光锥阵列结构和硬件电路板尺寸限制,特别是竖直方向板间距离仅40mm的情况下,通过独特设计的水平和竖直调节机构在同一个调节层上对四块数据采集板分别进行多维度调节.利用四块数据采集板与数据传输板相互分立的特点,设计了基于ARM+4FPGA的嵌入式以太网多CMOS芯片传输数据采集系统,所实现的X射线探测器成像面积达100mm×100mm,能够完成可微调的非粘结耦合和多CMOS芯片的图像数据采集.

摘要：GaN基LED的电流横向扩展导致电流分布不均匀的现象仍是目前亟待解决的难题,对于高压倒装LED更是如此。传统的LED工艺把负电极直接制作在n-GaN材料表面,而提出的优化结构是负电极内嵌于n-GaN材料。首先通过LED电流扩展的简单建模来探讨器件内部的电流分布情况,得出优化结构有利于改善芯片内部电流分布的理论推导。再进一步用SILVACO软件对优化结构和传统结构芯片内部电流分布进行了仿真对比,结果表明前者电流密度仅为后者的55%。最后制作了相关LED芯片样品进行热阻测试对比,实验表明优化结构芯片的结温和热阻较传统结构分别下降了13%和26%。可见芯片结构的优化设计方案是有效可行的。

摘要：本文提出了一种基于光与多重散射介质相互作用的光学Hash函数构造方法.该方法创新性地利用多重散射介质对相干调制光的天然随机散射作用,实现了对调制光的“混淆”和“扩散”,从而满足了Hash函数的核心功能要求:高安全强度的单向编码/加密.所设计的光电混合系统能有效地模拟Hash函数中的“压缩函数”,结合具有特征提取功能的Sobel滤波器,能实现将任意长度的输入数据压缩并加密为固定长度为256 bit的输出(即Hash值).一系列仿真结果表明:该方法所构造的光学Hash函数具有良好的“雪崩效应”和“抗碰撞性”,其安全性能可比拟当前最为广泛使用的传统Hash函数(MD5和SHA-1).

摘要：通过对基于空间相干源和具有分析光栅功能的X射线转换屏的微分干涉X射线相位衬度成像系统的理论分析,利用线发射体阵列结构阳极X射线管和光助电化学刻蚀技术研制的相位光栅和具有分析光栅功能的X射线转换屏,组建了一种无吸收光栅的X射线微分干涉相衬成像系统.在此系统上开展了生物样品的实验研究,获得了较传统吸收成像更为清晰和更多样品结构信息的相位衬度图像.从而试验验证了该系统方案设计的可行性,为X射线相衬成像技术从实验室走向临床应用提供了有效途径.

摘要：受激辐射损耗(stimulated emission depletion,STED)显微技术通过巧妙的光学设计,利用纯光学的方法突破了光学衍射极限,空间分辨率达到纳米量级,并保留了荧光显微的许多优点.然而,高的损耗光强度限制了STED显微技术的广泛应用,尤其在活细胞成像方面.本文找到了一种新型的具有良好线粒体靶向性的STED探针,具有较强的抗光漂白特性和较低的饱和擦除光强度3.5 mW(1.1 MW·cm–2),利用该探针最高可获得62 nm的空间分辨率,为活细胞线粒体STED超分辨成像提供了新的手段.

摘要：为获得能够实际应用的飞秒时间分辨软X射线变像管,提出并完成了一种新的扫描变像管管型的理论设计。新管型采用五电极平面对称静电柱透镜,它易于对电子束进行强聚焦,且没有轴对称透镜的电子束聚焦交叉点,由此可以缩短变像管长度,减小渡越时间弥散和抑制空间电荷效应,从而提高动态范围和时间分辨率。通过模拟计算得到:在光电子初能量色散半高宽为1.6eV、狭缝面积为10mm×20μm、时间分辨能力为500fs时,软X射线变像管有用的动态范围约100倍。

摘要：为提高飞秒条纹相机的性能,设计了一种新型加速结构的条纹相机,它具有加速栅网和加速狭缝通道,平行平板电极结构。考虑实际惯性约束核聚变(ICF)实验中X射线入射Cs I光阴极,光电子能量弥散较大和空间电荷效应作用下,用蒙特卡罗方法抽样2000个光电子能量角度分布值,用四阶龙格-库塔法计算了电子在条纹相机中的飞行轨迹。在成像面上统计电子时空分布得到该条纹相机的时间和空间分辨特性,结果显示使用该加速结构的飞秒条纹相机空间分辨率达到21l lp/mm,时间分辨率达到508.4fs,对比传统平行平板相机,分别提高了90%和29%左右,性能提高明显。该新型条纹相机加速结构简单,具有实用性。

摘要：研制了一套X射线条纹相机光电阴极检测系统,用于激光惯性约束聚变中阴极的快速标定和检测。通过三位一体的条纹变像管设计,条纹变像管电子光学系统的优化,真空室、控制系统的制备,系统的装调、集成和测试,研制了光电阴极检测系统。组建了阴极系统静态测试平台,标定了其静态特性,测试结果显示:3条条纹像中心的偏移率在狭缝方向为2.8%,在垂直于狭缝方向为6.6%,平均放大倍率1.29,误差在0.8%,边缘空间分辨率大于10 lp/mm。该系统可以满足激光聚变诊断研究对于X射线条纹相机光电阴极的检测需求。

摘要：综合设计性物理实验是当前实验教学的研究热点。针对综合设计性物理实验,开发一套基于Matlab的混沌电路实验教学平台。该平台主要有三大功能:1.提供经典混沌方程库,可观察和分析方程的混沌吸引子、Lyapunov指数、分岔图等特性;2.提供设计混沌方程和设计参数的窗口,可设计混沌系统吸引域和功率谱范围的大小以及旋转对称性等,以实现自主设计混沌模型;3.提供方程处于混沌状态时的参考电路及电路参数,为混沌模型电路实现提供可行方案。利用混沌电路实验教学平台,可开展从混沌现象观察到混沌模型设计再到混沌模型实现的阶梯性、探索性实验教学,为综合设计性物理实验教学提供一种新的模式。

摘要：光片荧光显微术(light-sheet fluorescence microscopy,LSFM)采用薄片光束从侧面激发样品,在垂直于光片方向上进行成像,具有成像速度快、光学层析能力强以及光漂白和光毒性低等优点,适用于对较大活体生物样品进行高质量、长时间三维动态观测.然而,传统高斯光束LSFM存在分辨率低和成像视场小的问题.本文在双边照明LSFM的基础上,结合虚拟单像素成像解卷积技术,提出了一种大视场高分辨双边照明LSFM,实现了视场和分辨率的同时提升.设计和搭建了双边照明LSFM,开展了荧光珠和转基因斑马鱼样品的三维光切片显微成像实验,实验结果证明了系统的三维高分辨成像能力,对于大视场、高分辨LSFM的发展和应用具有重要意义.