摘要：随着高功率激光技术的进步,激光等离子体加速因其优异的加速结构获得迅速发展,现已获得近百MeV质子以及数GeV电子输出.激光驱动质子束具有μm量级尺寸、ps量级脉冲长度的优异品质.由于强激光场的存在,原位直接应用存在一定困难,因而更多应用场景需要通过束线把质子束传输到应用端.激光加速离子束由于具有宽能谱和大散角的特点,通过束线传输具有一定困难.常梯度磁场中的弱聚焦作用具有特别的优势:在水平和竖直方向可同时聚焦,在水平方向可进行能量分析,在水平和竖直方向的聚焦力可以通过磁场降落指数n进行分配,色差效应影响较小.通过对质子束在弱聚焦磁场中运动的束流动力学的研究,探索了弱聚焦作用在大能散、大散角质子束聚焦和能量分析中的要求、特点和优势.在合适的束流光学设计中,可以实现聚焦、选能的同时,压缩脉冲长度,有效缩减束线尺寸,优势显著.

摘要：转镜式超高速成像摄影机具有大画幅、大画幅数、高空间分辨率、宽光谱波段,以及摄影频率宽广和使用可靠方便的优势,在微秒级成像领域具有重要应用,至今依然没有任何一种电子类摄影机在画幅数、摄影速度、空间分辨率和动态范围诸方面能和转镜式摄影机相匹敌。本文论述了转镜式超高速摄影技术在其信息论的拓扑、转镜动力学的探索、转镜摄影机现代设计理论和“皇冠上的珍珠”等待型分幅扫描同时成像系统研究诸方面的进展,期望能诠释中国何以能成为转镜式超高速摄影技术的强国。

摘要：激光等离子体加速输出的电子束具有fs量级脉冲长度的优异品质。由于强激光场的存在,直接应用存在一定困难,更多应用场景需要把电子束传输到应用端。能散导致电子束在传输中产生能量啁啾,需要通过束流光学设计抑制脉冲长度的增长。通过对电子束在消色差束线中传输的研究,探索了消色差和非消色差传输中脉冲长度压缩的差异,以及消色差束线中偏转角度、偏转半径对不同能量电子束脉冲长度压缩的影响。针对消色差传输中仅有某个能量电子束得到最优压缩的局限,利用四极透镜磁场梯度的调节使电子束的传输适度偏离消色差,改变对能量啁啾的影响,实现在固定尺寸束线中不同能量电子束的压缩。

摘要：提出了一种光学亚纳秒分幅时间多幅数字图像记录系统,能够满足激光飞片和爆磁箍缩等极端条件下,对频率在108－1010Hz的高速摄影需求。介绍了系统的设计方案和工作原理,提出了制约系统指标的关键技术如精密同步、高速高压脉冲源及解决方案。利用后台集中控制加上高精度的延迟单元提供各子系统的精密同步,利用雪崩三极管阵列构造纳秒和亚纳秒级的高压脉冲源驱动电光晶体偏转,利用8位可编程模拟延迟器件DS1023-25和FPGA器件结合获得ps精度的时间延迟。实验获得了幅度4 000 V、前沿小于5 ns的脉冲,任意时长、ps级精度的同步单元,对各子系统的同步协同工作也进行了调试。

摘要：提出一种应用于结构光投影三维面形测量的基于区域的二值编码方法。该方法根据被测物体表面的最大起伏来确定区域编码范围和二值编码图案,然后利用基准区域级次直接获得变形条纹的连续相位分布,在保证可靠性和精度的前提下有效地减少了编码图案数量,提高了测量速度;同时,设计了用于动态三维形貌测量系统的硬件模块。该模块实现了240frame/s的条纹投影与同步采集,满足了动态三维形貌采集的要求。实验测量采用6幅图案实现了40frame/s的三维形貌采集,实现了动态三维形貌测量,相关实验结果证明了该技术的可行性。

摘要：为了提高DLP投影照明系统中准直部分的准直度并简化准直光路,采用一种自由曲面的TIR透镜作为DLP投影照明系统的准直器件。首先根据空间斯涅耳定律推导出反射曲面以及透射曲面母线上的点的坐标关系,并采用迭代的方法使用Matlab软件计算出母线上各个点的坐标并绘制出曲线图形,然后利用Pro/Engineer对TIR准直透镜进行建模得到TIR准直透镜的模型。分别用理想点光源和扩展光源进行模拟,经过TIR透镜准直后光束发散角在±7°以内,并根据选用的DMD芯片和LED光源选择合适的TIR透镜参数,建立DLP投影照明系统后进行模拟仿真,最终均匀度达到了90%,满足了投影照明系统的需求。

摘要：利用二维环形周期极化铌酸锂，提出一种角度不敏感的Solc型电光滤波器。发现二维环形周期极化铌酸锂能够克服角度依赖问题，它能为不同方向入射的光提供不变的倒格矢以维持准相位匹配。计算表明，利用二维环形周期极化铌酸锂制作而成的Solc型电光滤波器，其中心透过波长在偏离正入射情况下仍然保持不变。这种新型的角度不敏感Solc型滤波器可在多角度、多光束同时滤波。

摘要：研究吸收对准相位匹配线性电光效应的影响,得到适用于吸收介质的准相位匹配线性电光效应的耦合波方程及其解析解.计算结果表明,吸收不但削弱光的强度,且影响o光与e光之间的电光耦合.当o光与e光的吸收系数不同时,由于它们之间的电光耦合,总输出光强随外加电场变化而变化.研究结果可用于吸收介质的电光器件设计.

摘要：针对传统驱动电路一旦做出修改,则需对硬件或程序进行改变的缺点,以型号为TCD1707D的线阵CCD为例,介绍了一种工作模式可调的驱动方法.该方法是利用复杂可编程逻辑器件和控制外端结合,通过分别设置内外触发来实现的.在外触发模式下,利用外触发脉冲,可由用户控制CCD的曝光和信号输出时间;内触发时,可以调节CCD的积分时间和驱动频率.为提高信号输出质量,针对EMC问题给出了线阵CCD的外围驱动电路.实验结果表明,该方法调试方便、电路结构简单、集成度较高、输出信号可靠稳定、受干扰小,可配合多种用户需要,对高速精确测量及线阵推扫模式具有一定参考价值.

摘要：基于光路压缩原理,提出一种直接在口腔内进行扫描、实时获取牙体和软组织三维形貌的数字印模扫描技术.利用一组反射镜组成的光学导管进行传像,将投影光路和成像光路压缩在有限的空间内,解决了条纹投影三维测量轮廓术在口腔测量中阴影和遮挡的问题.依据该技术原理设计、制作了测量系统,并进行了相应的实验测量和精度评估.测量结果显示,该系统成像清晰,可靠性好、精度高,标准差可达4μm.