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RSS2014年 26卷 第01期
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2014, 26: 010101.
doi: 10.3788/HPLPB201426.010101
摘要:
基于增益开关技术在高掺杂浓度掺铥光纤中获得了稳定的2 m种子脉冲激光, 输出激光中心波长为1 979.4 nm, 脉冲重复频率在1~100 kHz之间可调, 输出脉冲宽度变化范围为60~200 ns。采用两级掺铥光纤放大器对该种子脉冲激光进行放大实验, 当种子脉冲激光重复频率为20 kHz时获得最大输出平均功率为17.2 W, 输出光谱没有观察到明显的放大自发辐射噪声。最大功率输出时, 脉冲宽度为82 ns, 对应单脉冲能量为0.86 mJ, 脉冲峰值功率高于10 kW。
基于增益开关技术在高掺杂浓度掺铥光纤中获得了稳定的2 m种子脉冲激光, 输出激光中心波长为1 979.4 nm, 脉冲重复频率在1~100 kHz之间可调, 输出脉冲宽度变化范围为60~200 ns。采用两级掺铥光纤放大器对该种子脉冲激光进行放大实验, 当种子脉冲激光重复频率为20 kHz时获得最大输出平均功率为17.2 W, 输出光谱没有观察到明显的放大自发辐射噪声。最大功率输出时, 脉冲宽度为82 ns, 对应单脉冲能量为0.86 mJ, 脉冲峰值功率高于10 kW。
2014, 26: 010102.
doi: 10.3788/HPLPB201426.010102
摘要:
采用线宽0.26 nm的Littrow外腔巴条半导体激光器泵浦增益长度8 mm缓冲气体为80 kPa甲烷的铯（Cs）蒸气室，在Cs蒸气室温度120 ℃时，我们获得了394 mW的894.6 nm线偏振Cs蒸气激光，光光效率7.4%，斜率效率11.2%，阈值功率为1.72 W。
采用线宽0.26 nm的Littrow外腔巴条半导体激光器泵浦增益长度8 mm缓冲气体为80 kPa甲烷的铯（Cs）蒸气室，在Cs蒸气室温度120 ℃时，我们获得了394 mW的894.6 nm线偏振Cs蒸气激光，光光效率7.4%，斜率效率11.2%，阈值功率为1.72 W。
2014, 26: 010201.
doi: 10.3788/HPLPB201426.010201
摘要:
闪光X光机是流体动力学等研究领域必不可少的实验诊断装置, 物理需求推动其向更高剂量和更小焦斑发展。叙述了几种X光二极管研究现状和关键问题，阐述了适用于不同功率水平的闪光X光机驱动源，分析了阳极杆箍缩和磁浸没二极管的应用前景，讨论了阳极杆箍缩二极管、驱动源发展方向以及实现多幅照相涉及的关键技术。
闪光X光机是流体动力学等研究领域必不可少的实验诊断装置, 物理需求推动其向更高剂量和更小焦斑发展。叙述了几种X光二极管研究现状和关键问题，阐述了适用于不同功率水平的闪光X光机驱动源，分析了阳极杆箍缩和磁浸没二极管的应用前景，讨论了阳极杆箍缩二极管、驱动源发展方向以及实现多幅照相涉及的关键技术。
2014, 26: 011001.
doi: 10.3788/HPLPB201426.011001
摘要:
以三次谐波自相关测量原理为出发点，研究了其和频过程中BBO晶体的表面散射杂散光。详细推导了由晶体表面散射引入的杂散光的具体表达式，定量分析了其对和频过程中输出信号的对比度的影响。分析表明，杂散光强度与晶体表面粗糙度有一定的关系。晶体表面粗糙度为激光波长的1%时，引入的杂散光噪声约为10-8。表面越光滑，引入的噪声越小。
以三次谐波自相关测量原理为出发点，研究了其和频过程中BBO晶体的表面散射杂散光。详细推导了由晶体表面散射引入的杂散光的具体表达式，定量分析了其对和频过程中输出信号的对比度的影响。分析表明，杂散光强度与晶体表面粗糙度有一定的关系。晶体表面粗糙度为激光波长的1%时，引入的杂散光噪声约为10-8。表面越光滑，引入的噪声越小。
2014, 26: 011002.
doi: 10.3788/HPLPB201426.011002
摘要:
提出了基于全光纤光反馈环形腔结构的多路光纤激光相干合成方案，实现了多路激光的被动相干合成。全光纤结构避免了传统孔径拼接输出结构的旁斑能量耗散问题，保证了合成光束的光束质量。开展了实验研究，实现了4路光纤激光的相干锁相输出，获得时域、空域特性均十分稳定的合成光束，合成效率为96.1%，取得较好的合成效果。
提出了基于全光纤光反馈环形腔结构的多路光纤激光相干合成方案，实现了多路激光的被动相干合成。全光纤结构避免了传统孔径拼接输出结构的旁斑能量耗散问题，保证了合成光束的光束质量。开展了实验研究，实现了4路光纤激光的相干锁相输出，获得时域、空域特性均十分稳定的合成光束，合成效率为96.1%，取得较好的合成效果。
2014, 26: 011003.
doi: 10.3788/HPLPB201426.011003
摘要:
为了分析喷流冷却技术对薄片激光器的冷却效果，从湍流换热理论出发，定义了评定喷流冷却换热能力和冷却均匀性的两个参数：面均对流换热系数和平均最大温差。利用ANSYS CFX流体力学仿真软件，建立喷流冷却的物理模型，对多种喷板结构进行求解计算。设计加工了整套喷流冷却实验装置，并进行了模拟热源喷流冷却实验。分析结果表明，喷流冷却换热能力和冷却均匀性主要受喷板结构参数的影响，仿真计算结果可以定性地指导喷板结构参数的优化设计。
为了分析喷流冷却技术对薄片激光器的冷却效果，从湍流换热理论出发，定义了评定喷流冷却换热能力和冷却均匀性的两个参数：面均对流换热系数和平均最大温差。利用ANSYS CFX流体力学仿真软件，建立喷流冷却的物理模型，对多种喷板结构进行求解计算。设计加工了整套喷流冷却实验装置，并进行了模拟热源喷流冷却实验。分析结果表明，喷流冷却换热能力和冷却均匀性主要受喷板结构参数的影响，仿真计算结果可以定性地指导喷板结构参数的优化设计。
2014, 26: 011004.
doi: 10.3788/HPLPB201426.011004
摘要:
基于光子晶体的自准直效应，利用在同一背景折射率下不同介质柱的等效折射率的不同，提出了一种基于晶格旋转的二维光子晶体Mach-Zehnder干涉仪折射率传感器。分别应用线缺陷和空气平板波导构成其分束镜和全反镜，并在其中一个干涉臂上设置传感区域。通过改变填充到传感区域溶液的浓度，改变介质柱的折射率，进而影响透射谱的中心波长，从而建立起溶液浓度和透射波长之间的数学关系；并进行了酒精溶液浓度测量的数值模拟，结果表明，该传感器在1.33~1.37折射率变化范围内灵敏度为250 nm/RIU。
基于光子晶体的自准直效应，利用在同一背景折射率下不同介质柱的等效折射率的不同，提出了一种基于晶格旋转的二维光子晶体Mach-Zehnder干涉仪折射率传感器。分别应用线缺陷和空气平板波导构成其分束镜和全反镜，并在其中一个干涉臂上设置传感区域。通过改变填充到传感区域溶液的浓度，改变介质柱的折射率，进而影响透射谱的中心波长，从而建立起溶液浓度和透射波长之间的数学关系；并进行了酒精溶液浓度测量的数值模拟，结果表明，该传感器在1.33~1.37折射率变化范围内灵敏度为250 nm/RIU。
2014, 26: 011005.
doi: 10.3788/HPLPB201426.011005
摘要:
提出在卡计系数标定中采用直线拟合方法，综合考察相关系数、斜率、截距、斜率和截距标准偏差等参数，以斜率相对标准偏差作为采用何种直线拟合的主要判断依据；若过零直线拟合的斜率相对标准偏差小于不过零的斜率相对标准偏差，认为截距为随机误差，卡计系数标定按照非等精度的加权平均法求解；反之，应按照不过零直线拟合，截距为测试的系统误差，根据定位回归误差大小判断并剔除粗大误差；这样可以合理给出激光能量测试的卡计标定系数。
提出在卡计系数标定中采用直线拟合方法，综合考察相关系数、斜率、截距、斜率和截距标准偏差等参数，以斜率相对标准偏差作为采用何种直线拟合的主要判断依据；若过零直线拟合的斜率相对标准偏差小于不过零的斜率相对标准偏差，认为截距为随机误差，卡计系数标定按照非等精度的加权平均法求解；反之，应按照不过零直线拟合，截距为测试的系统误差，根据定位回归误差大小判断并剔除粗大误差；这样可以合理给出激光能量测试的卡计标定系数。
2014, 26: 011006.
doi: 10.3788/HPLPB201426.011006
摘要:
为了提高GaSb基激光器腔面膜的反射率，根据有关薄膜设计理论并借助薄膜设计软件，设计出激光器腔面膜膜系。使高反膜在2.0~3.5 m波段的理论反射率高于95%；增透膜在波长为2.5 m处的理论透射率高于99%。并经过反复实验操作比较了实验与理论设计反射率曲线，结果表明，实验所得反射率能达到实际应用的要求。除此之外，还通过比较各种材料的特性，讨论了薄膜材料的选取。
为了提高GaSb基激光器腔面膜的反射率，根据有关薄膜设计理论并借助薄膜设计软件，设计出激光器腔面膜膜系。使高反膜在2.0~3.5 m波段的理论反射率高于95%；增透膜在波长为2.5 m处的理论透射率高于99%。并经过反复实验操作比较了实验与理论设计反射率曲线，结果表明，实验所得反射率能达到实际应用的要求。除此之外，还通过比较各种材料的特性，讨论了薄膜材料的选取。
2014, 26: 011007.
doi: 10.3788/HPLPB201426.011007
摘要:
使用连续式输出的砷化镓半导体激光器泵浦的掺钕钒酸钇激光器作为光源，利用磷酸氧钛钾晶体腔内倍频产生波长为532 nm的绿光，通过轴棱锥产生了近似无衍射贝塞尔光束。推导了倍频产生的绿光的场分布，并模拟了倍频绿光经过轴棱锥产生的近似无衍射光束的轴向光强分布图和截面光强分布图。通过实验拍摄了距离轴棱锥不同位置的截面光强分布，测量了无衍射贝塞尔绿光的最大无衍射距离和中心光斑直径，实验数据与理论模拟基本吻合。实验结果说明所述方法产生的倍频无衍射绿光具有良好的光束质量，具有应用价值。
使用连续式输出的砷化镓半导体激光器泵浦的掺钕钒酸钇激光器作为光源，利用磷酸氧钛钾晶体腔内倍频产生波长为532 nm的绿光，通过轴棱锥产生了近似无衍射贝塞尔光束。推导了倍频产生的绿光的场分布，并模拟了倍频绿光经过轴棱锥产生的近似无衍射光束的轴向光强分布图和截面光强分布图。通过实验拍摄了距离轴棱锥不同位置的截面光强分布，测量了无衍射贝塞尔绿光的最大无衍射距离和中心光斑直径，实验数据与理论模拟基本吻合。实验结果说明所述方法产生的倍频无衍射绿光具有良好的光束质量，具有应用价值。
2014, 26: 011008.
doi: 10.3788/HPLPB201426.011008
摘要:
径向偏振光是近些年引起广泛关注的一种新型偏振光，它在粒子操控、金属切割和提高显微镜分辨率方面具有广阔的应用前景。径向偏振光可以通过在激光器谐振腔内应用径向偏振光栅反射镜来获得。首先在顶层刻蚀光栅反射镜的模型上通过自编程序分析光栅反射镜各参数对光栅性能的影响，然后设计出光栅反射镜复合结构并结合微纳加工工艺进行了可行性分析。
径向偏振光是近些年引起广泛关注的一种新型偏振光，它在粒子操控、金属切割和提高显微镜分辨率方面具有广阔的应用前景。径向偏振光可以通过在激光器谐振腔内应用径向偏振光栅反射镜来获得。首先在顶层刻蚀光栅反射镜的模型上通过自编程序分析光栅反射镜各参数对光栅性能的影响，然后设计出光栅反射镜复合结构并结合微纳加工工艺进行了可行性分析。
2014, 26: 011009.
doi: 10.3788/HPLPB201426.011009
摘要:
采用波长为532 nm的脉冲激光从31.5 m的距离辐照可见光面阵电荷耦合器件（CCD），实验观察到了规律性圆环条纹的产生。通过增大激光束的入射角度、调节衰减倍率、重复频率和作用距离，研究了这些规律性圆环条纹的产生条件和机理。结果发现：保持激光器与CCD的作用距离31.5 m不变，在激光束的入射角小于或者稍稍大于光学系统半视场角6.8的情况下，只要光学系统入瞳处的功率密度达到10-3 W/cm2量级，就可以观察到规律性的圆环条纹。通过对探测器表面能量分布进行数学仿真，证实规律性的圆环条纹是由于光学系统入瞳的衍射效应而产生的。
采用波长为532 nm的脉冲激光从31.5 m的距离辐照可见光面阵电荷耦合器件（CCD），实验观察到了规律性圆环条纹的产生。通过增大激光束的入射角度、调节衰减倍率、重复频率和作用距离，研究了这些规律性圆环条纹的产生条件和机理。结果发现：保持激光器与CCD的作用距离31.5 m不变，在激光束的入射角小于或者稍稍大于光学系统半视场角6.8的情况下，只要光学系统入瞳处的功率密度达到10-3 W/cm2量级，就可以观察到规律性的圆环条纹。通过对探测器表面能量分布进行数学仿真，证实规律性的圆环条纹是由于光学系统入瞳的衍射效应而产生的。
2014, 26: 011010.
doi: 10.3788/HPLPB201426.011010
摘要:
在哈特曼波前测量过程中，需要对哈特曼图像进行网格划分用于计算波前斜率。传统的网格划分方法通过观察哈特曼图像手动调整网格位置和网格间距。该方法不但需要人工干预，还给波前实时测量带来困难。为实现哈特曼图像网格划分的自动化，研究了基于相关法的哈特曼图像网格自动划分方法。该方法首先对哈特曼图像进行自相关求取网格行列数以及网格间距，然后利用该网格建立相应的模拟光斑图像，最后对模拟光斑图像和哈特曼图像进行互相关求取网格最佳位置。该方法无需人工干预，耗时短，实现了网格实时自动划分。
在哈特曼波前测量过程中，需要对哈特曼图像进行网格划分用于计算波前斜率。传统的网格划分方法通过观察哈特曼图像手动调整网格位置和网格间距。该方法不但需要人工干预，还给波前实时测量带来困难。为实现哈特曼图像网格划分的自动化，研究了基于相关法的哈特曼图像网格自动划分方法。该方法首先对哈特曼图像进行自相关求取网格行列数以及网格间距，然后利用该网格建立相应的模拟光斑图像，最后对模拟光斑图像和哈特曼图像进行互相关求取网格最佳位置。该方法无需人工干预，耗时短，实现了网格实时自动划分。
2014, 26: 011011.
doi: 10.3788/HPLPB201426.011011
摘要:
由压电驱动器驱动的快速反射镜(FSM)广泛应用于各种精密稳定跟踪系统，FSM的控制精度决定了系统的跟踪精度。但压电驱动器具有严重的迟滞非线性干扰，针对这一缺点，应用自适应径向基RBF神经网络对迟滞干扰进行非线性逼近，并在此基础上结合滑模控制和反演法，设计了自适应反演滑模(ABSM)控制器。仿真实验表明，相对于滑模控制器，ABSM控制器的最大跟踪误差和均方根误差为分别降低了57.26%和52.53%，提高了FSM的控制精度。
由压电驱动器驱动的快速反射镜(FSM)广泛应用于各种精密稳定跟踪系统，FSM的控制精度决定了系统的跟踪精度。但压电驱动器具有严重的迟滞非线性干扰，针对这一缺点，应用自适应径向基RBF神经网络对迟滞干扰进行非线性逼近，并在此基础上结合滑模控制和反演法，设计了自适应反演滑模(ABSM)控制器。仿真实验表明，相对于滑模控制器，ABSM控制器的最大跟踪误差和均方根误差为分别降低了57.26%和52.53%，提高了FSM的控制精度。
2014, 26: 011012.
doi: 10.3788/HPLPB201426.011012
摘要:
光束合成是提高激光功率及光束质量的一种有效方法，啁啾脉冲高斯光束的各参数都会影响合成的效果。利用夫琅禾费衍射积分公式导出了两束啁啾脉冲高斯光束合成的远场光强的解析式，得知远场光强与啁啾参数、脉宽及谱宽等参数有关。对远场光强进行了数值模拟，结果表明:对甚多束光束合成而言，单元激光间的啁啾参数增大、脉宽差值减小或者谱宽差值增大，均有利于轴上光强的增大及远场光强分布集中于传输轴附近。
光束合成是提高激光功率及光束质量的一种有效方法，啁啾脉冲高斯光束的各参数都会影响合成的效果。利用夫琅禾费衍射积分公式导出了两束啁啾脉冲高斯光束合成的远场光强的解析式，得知远场光强与啁啾参数、脉宽及谱宽等参数有关。对远场光强进行了数值模拟，结果表明:对甚多束光束合成而言，单元激光间的啁啾参数增大、脉宽差值减小或者谱宽差值增大，均有利于轴上光强的增大及远场光强分布集中于传输轴附近。
2014, 26: 011013.
doi: 10.3788/HPLPB201426.011013
摘要:
对空间目标实际探测过程中，光电系统的探测能力不仅与其可探测信噪比有关，还与其所成图像的质量有关，即空间分辨能力有关。针对现有光电系统探测能力分析不足，提出了一种基于调制传递函数下的信噪比探测模型（MSNR），给出了基于MSNR下的系统极限探测能力综合评估方法，实现可定量分析大气、像差、目标运动等对系统探测能力的影响；利用实测数据完成对MSNR模型的完善，对不同条件下光电系统的极限探测能力进行了仿真，仿真结果表明：大气条件、系统像差、目标运动等条件对系统的探测能力影响明显，目标运动导致探测能力降低近1.0等星；该方法实现定量对光电系统的探测能力进行综合评估，可为系统优化设计与实际工作开展提供一定的科学依据。
对空间目标实际探测过程中，光电系统的探测能力不仅与其可探测信噪比有关，还与其所成图像的质量有关，即空间分辨能力有关。针对现有光电系统探测能力分析不足，提出了一种基于调制传递函数下的信噪比探测模型（MSNR），给出了基于MSNR下的系统极限探测能力综合评估方法，实现可定量分析大气、像差、目标运动等对系统探测能力的影响；利用实测数据完成对MSNR模型的完善，对不同条件下光电系统的极限探测能力进行了仿真，仿真结果表明：大气条件、系统像差、目标运动等条件对系统的探测能力影响明显，目标运动导致探测能力降低近1.0等星；该方法实现定量对光电系统的探测能力进行综合评估，可为系统优化设计与实际工作开展提供一定的科学依据。
2014, 26: 011014.
doi: 10.3788/HPLPB201426.011014
摘要:
研究了测量光场分布的多角度单刀边法和直角双刀边法。分析了两种刀边法测量光斑特性的基本原理。通过数值模拟，对它们在光斑测量过程中的图像还原能力和抗噪声能力进行了理论分析，并对实验中利用直角双刀边法测量得到的结果进行了简要的分析。研究结果表明，多角度单刀边法在测量光斑的实验中，对光斑的还原能力比较有限，而直角双刀边法由于操作简单、还原能力更强，更适合用于光斑的测量。
研究了测量光场分布的多角度单刀边法和直角双刀边法。分析了两种刀边法测量光斑特性的基本原理。通过数值模拟，对它们在光斑测量过程中的图像还原能力和抗噪声能力进行了理论分析，并对实验中利用直角双刀边法测量得到的结果进行了简要的分析。研究结果表明，多角度单刀边法在测量光斑的实验中，对光斑的还原能力比较有限，而直角双刀边法由于操作简单、还原能力更强，更适合用于光斑的测量。
2014, 26: 011015.
doi: 10.3788/HPLPB201426.011015
摘要:
设计了一种由12只单条形芯片分为2组以从高到低阶梯排列的百瓦级半导体激光器结构。针对其在稳态工作条件下的热特性利用ANSYS软件进行了模拟分析，通过改变Cu热沉的宽度、间距和高度差，得到了最高和最低Cu热沉封装的芯片有源区温度及两者温度差值的变化规律。最后设计了一种较为理想的百W级半导体激光器的散热结构。
设计了一种由12只单条形芯片分为2组以从高到低阶梯排列的百瓦级半导体激光器结构。针对其在稳态工作条件下的热特性利用ANSYS软件进行了模拟分析，通过改变Cu热沉的宽度、间距和高度差，得到了最高和最低Cu热沉封装的芯片有源区温度及两者温度差值的变化规律。最后设计了一种较为理想的百W级半导体激光器的散热结构。
2014, 26: 011016.
doi: 10.3788/HPLPB201426.011016
摘要:
利用惠更斯-菲涅耳衍射积分公式，推导了高斯-谢尔模型光束经非线性克尔介质的表面缺陷调制后的交叉谱密度公式，研究了受调制高斯-谢尔光束的光强演化特性。数值模拟表明：缺陷也可导致部分相干光束在介质后表面产生一个极强点，缺陷越大，极强点越远离介质。非线性折射率为正值或负值的介质也分别使部分相干光束发生会聚或发散现象。空间相干长度越长以及附加相移和缺陷尺寸越大，光场受调制越厉害。
利用惠更斯-菲涅耳衍射积分公式，推导了高斯-谢尔模型光束经非线性克尔介质的表面缺陷调制后的交叉谱密度公式，研究了受调制高斯-谢尔光束的光强演化特性。数值模拟表明：缺陷也可导致部分相干光束在介质后表面产生一个极强点，缺陷越大，极强点越远离介质。非线性折射率为正值或负值的介质也分别使部分相干光束发生会聚或发散现象。空间相干长度越长以及附加相移和缺陷尺寸越大，光场受调制越厉害。
2014, 26: 011017.
doi: 10.3788/HPLPB201426.011017
摘要:
针对低频波前对光束质量的影响，优化设计了一个口径为300 mm、半径与厚度比为20的薄型光学镜面，被用来对低频随机畸变波前进行补偿，并详细分析了补偿前后的光束质量变化。结果表明：无论是低频随机相位空间尺度参数变化，还是低频相位振幅参数发生改变，低频畸变经过补偿后，畸变波前明显变小，相位梯度在整个空间周期内都降低，远场强度的峰值增加，能量更集中，且能量集中度最高提高约50%。
针对低频波前对光束质量的影响，优化设计了一个口径为300 mm、半径与厚度比为20的薄型光学镜面，被用来对低频随机畸变波前进行补偿，并详细分析了补偿前后的光束质量变化。结果表明：无论是低频随机相位空间尺度参数变化，还是低频相位振幅参数发生改变，低频畸变经过补偿后，畸变波前明显变小，相位梯度在整个空间周期内都降低，远场强度的峰值增加，能量更集中，且能量集中度最高提高约50%。
2014, 26: 011018.
doi: 10.3788/HPLPB201426.011018
摘要:
针对磁光晶体在大功率光隔离器中的应用，结合实际光学元件参数，利用琼斯矩阵分析了隔离度与入射光功率间的关系。提出基于外置材料，对磁光晶体热致退偏效应的补偿方案：针对两种不同的常见补偿材料，给出了它们的设计参数，并对两种材料的补偿效果进行对比。结果表明，在50 W的光功率下，利用CaF2晶体和SiO2，可分别提高隔离度约15 dB和4 dB。
针对磁光晶体在大功率光隔离器中的应用，结合实际光学元件参数，利用琼斯矩阵分析了隔离度与入射光功率间的关系。提出基于外置材料，对磁光晶体热致退偏效应的补偿方案：针对两种不同的常见补偿材料，给出了它们的设计参数，并对两种材料的补偿效果进行对比。结果表明，在50 W的光功率下，利用CaF2晶体和SiO2，可分别提高隔离度约15 dB和4 dB。
2014, 26: 012001.
doi: 10.3788/HPLPB201426.012001
摘要:
在大口径光学元件表面疵病初检时，灰尘和麻点由于形态类似，不易区分。针对该问题，提出了一种基于模式识别理论的灰尘麻点判别方法。该判别方法以既有的疵病检测系统为基础，根据灰尘麻点的暗场成像特点，选取了合适的特征并根据因子分析理论对特征进行变换，最后基于贝叶斯判别原理对灰尘麻点进行分类。采用自制定标板建立了灰尘麻点训练样本库，并进行多组实验，选取了合适的判别函数，最后进行了对未知样品表面灰尘麻点的区分。实验结果表明，该判别方法的正确率可以达到95%以上。目前此判别方法已经用于惯性约束聚变系统中大口径光学元件表面灰尘与麻点自动区分。
在大口径光学元件表面疵病初检时，灰尘和麻点由于形态类似，不易区分。针对该问题，提出了一种基于模式识别理论的灰尘麻点判别方法。该判别方法以既有的疵病检测系统为基础，根据灰尘麻点的暗场成像特点，选取了合适的特征并根据因子分析理论对特征进行变换，最后基于贝叶斯判别原理对灰尘麻点进行分类。采用自制定标板建立了灰尘麻点训练样本库，并进行多组实验，选取了合适的判别函数，最后进行了对未知样品表面灰尘麻点的区分。实验结果表明，该判别方法的正确率可以达到95%以上。目前此判别方法已经用于惯性约束聚变系统中大口径光学元件表面灰尘与麻点自动区分。
2014, 26: 012002.
doi: 10.3788/HPLPB201426.012002
摘要:
为了提高激光诱导击穿光谱质量，利用Nd：YAG激光器烧蚀土壤样品，研究了磁场作用下的激光诱导等离子体辐射特性。实验结果表明，在相同激光输出能量条件下，随着磁场强度的增大，等离子体的辐射强度逐渐增强。计算可知，当采用的磁场强度为0.5 T时，样品元素Al，Fe，Ba和Ti的光谱线强度比无磁场作用时的分别增强了52.35%，46.64%，64.01%和51.73%，光谱信噪比分别提高了45.44%，69.64%，40.26%和41.33%；而等离子体的电子温度和电子密度分别提高了1 355.01 K和0.531016 cm-3。可见，利用磁场约束等离子体的技术是提高激光光谱质量的一种有效方法。
为了提高激光诱导击穿光谱质量，利用Nd：YAG激光器烧蚀土壤样品，研究了磁场作用下的激光诱导等离子体辐射特性。实验结果表明，在相同激光输出能量条件下，随着磁场强度的增大，等离子体的辐射强度逐渐增强。计算可知，当采用的磁场强度为0.5 T时，样品元素Al，Fe，Ba和Ti的光谱线强度比无磁场作用时的分别增强了52.35%，46.64%，64.01%和51.73%，光谱信噪比分别提高了45.44%，69.64%，40.26%和41.33%；而等离子体的电子温度和电子密度分别提高了1 355.01 K和0.531016 cm-3。可见，利用磁场约束等离子体的技术是提高激光光谱质量的一种有效方法。
2014, 26: 012003.
doi: 10.3788/HPLPB201426.012003
摘要:
分别以正硅酸甲酯、醋酸铜为硅源和铜源，通过溶胶凝胶法及CO2超临界干燥技术制备了一系列Cu掺杂SiO2复合气凝胶。采用红外谱仪（FTIR）、扫描电镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）、比表面积和孔隙度分析仪（BET）、动态热机械分析仪（DMA）对样品进行了表征。结果表明随着铜含量的增加，复合气凝胶密度增加，比表面积降低，平均孔径增加，实际掺杂比与理论掺杂比对应增加。该复合气凝胶具有三维网状结构，密度低（＜40 mg/cm3），比表面积高（＞390 m2/g），成型性较好，有望应用于惯性约束聚变（ICF）实验。
分别以正硅酸甲酯、醋酸铜为硅源和铜源，通过溶胶凝胶法及CO2超临界干燥技术制备了一系列Cu掺杂SiO2复合气凝胶。采用红外谱仪（FTIR）、扫描电镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）、比表面积和孔隙度分析仪（BET）、动态热机械分析仪（DMA）对样品进行了表征。结果表明随着铜含量的增加，复合气凝胶密度增加，比表面积降低，平均孔径增加，实际掺杂比与理论掺杂比对应增加。该复合气凝胶具有三维网状结构，密度低（＜40 mg/cm3），比表面积高（＞390 m2/g），成型性较好，有望应用于惯性约束聚变（ICF）实验。
2014, 26: 012004.
doi: 10.3788/HPLPB201426.012004
摘要:
为了研究惯性约束聚变（ICF）实验用靶丸不同密度界面的流体力学不稳定性增长，设计并制备了聚苯乙烯（CH）/碳气凝胶（CRF）, CRF /硅气凝胶（SiO2）和CH/Al三种双介质调制靶。采用溶胶-凝胶工艺制备了密度分别为250和800 mg/cm3的CRF气凝胶薄片；采用激光微加工工艺分别在两种不同密度的CRF薄片和工业用纯Al箔上引入调制图形；采用旋涂工艺在Al箔和CRF薄片（250 mg/cm3）的调制表面制备一层CH薄膜，得到CH/Al和CH/CRF双介质调制靶，采用溶胶-凝胶工艺在CRF薄片（800 mg/cm3）表面制备一层低密度SiO2气凝胶，得到CRF/SiO2双介质调制靶。采用电子天平、扫描电子显微镜、工具显微镜和台阶仪对所制备的CH/CRF, CRF/SiO2和CH/Al三种双介质调制靶进行靶参数测量。结果表明:三种双介质调制靶层与层之间结合紧密，界面清晰，调制图形为正弦，靶参数测量准确。
为了研究惯性约束聚变（ICF）实验用靶丸不同密度界面的流体力学不稳定性增长，设计并制备了聚苯乙烯（CH）/碳气凝胶（CRF）, CRF /硅气凝胶（SiO2）和CH/Al三种双介质调制靶。采用溶胶-凝胶工艺制备了密度分别为250和800 mg/cm3的CRF气凝胶薄片；采用激光微加工工艺分别在两种不同密度的CRF薄片和工业用纯Al箔上引入调制图形；采用旋涂工艺在Al箔和CRF薄片（250 mg/cm3）的调制表面制备一层CH薄膜，得到CH/Al和CH/CRF双介质调制靶，采用溶胶-凝胶工艺在CRF薄片（800 mg/cm3）表面制备一层低密度SiO2气凝胶，得到CRF/SiO2双介质调制靶。采用电子天平、扫描电子显微镜、工具显微镜和台阶仪对所制备的CH/CRF, CRF/SiO2和CH/Al三种双介质调制靶进行靶参数测量。结果表明:三种双介质调制靶层与层之间结合紧密，界面清晰，调制图形为正弦，靶参数测量准确。
2014, 26: 012005.
doi: 10.3788/HPLPB201426.012005
摘要:
基于超强线极化激光在正负电子对（e-p）等离子体中的传播方程，讨论了相互作用过程中的成丝不稳定性。得到了电磁波的非线性色散关系和不稳定性增长率，并讨论了传播过程中激光强度和等离子体温度对成丝不稳定性的影响。结果表明，成丝不稳定性的强弱主要由相互作用的非线性效应与受有质动力作用后等离子体密度的减小之间的竞争所决定。
基于超强线极化激光在正负电子对（e-p）等离子体中的传播方程，讨论了相互作用过程中的成丝不稳定性。得到了电磁波的非线性色散关系和不稳定性增长率，并讨论了传播过程中激光强度和等离子体温度对成丝不稳定性的影响。结果表明，成丝不稳定性的强弱主要由相互作用的非线性效应与受有质动力作用后等离子体密度的减小之间的竞争所决定。
2014, 26: 012006.
doi: 10.3788/HPLPB201426.012006
摘要:
用点籽晶快速生长法在不同温度区间生长了四块氘含量60% DKDP晶体, 观察了不同温度下晶体生长过程, 同时测量了晶体的透过光谱、摇摆曲线和1053 nm激光损伤阈值。结果表明, 在高温区间晶体生长外形优于低温生长的晶体。不同温区晶体的透过光谱并无明显变化, 但是随着生长温度的降低, 晶体的结构完整性变差, 1053 nm激光损伤阈值降低。
用点籽晶快速生长法在不同温度区间生长了四块氘含量60% DKDP晶体, 观察了不同温度下晶体生长过程, 同时测量了晶体的透过光谱、摇摆曲线和1053 nm激光损伤阈值。结果表明, 在高温区间晶体生长外形优于低温生长的晶体。不同温区晶体的透过光谱并无明显变化, 但是随着生长温度的降低, 晶体的结构完整性变差, 1053 nm激光损伤阈值降低。
2014, 26: 012007.
doi: 10.3788/HPLPB201426.012007
摘要:
针对高功率板条激光器核心工作器件板条Nd:YAG晶体的超精密加工开展研究，分析了具有特殊构型的板条Nd:YAG晶体元件的加工性能及工艺难点，提出了一种新的基于合成盘抛光的板条Nd:YAG晶体加工工艺，并对规格为100 mm30 mm3 mm 的板条Nd:YAG晶体进行了加工实验。实验结果表明，合成盘抛光可以很好地控制元件的塌边现象；通过磨料的优化选择，在合成盘抛光工艺中匹配合适粒度的Al2O3磨料能够实现元件的低缺陷加工，元件下盘后的全反射面平面度达0.217(1=632.8 nm)，端面平面度达到0.06，表面粗糙度达0.55 nm（RMS），端面楔角精度可达2。
针对高功率板条激光器核心工作器件板条Nd:YAG晶体的超精密加工开展研究，分析了具有特殊构型的板条Nd:YAG晶体元件的加工性能及工艺难点，提出了一种新的基于合成盘抛光的板条Nd:YAG晶体加工工艺，并对规格为100 mm30 mm3 mm 的板条Nd:YAG晶体进行了加工实验。实验结果表明，合成盘抛光可以很好地控制元件的塌边现象；通过磨料的优化选择，在合成盘抛光工艺中匹配合适粒度的Al2O3磨料能够实现元件的低缺陷加工，元件下盘后的全反射面平面度达0.217(1=632.8 nm)，端面平面度达到0.06，表面粗糙度达0.55 nm（RMS），端面楔角精度可达2。
2014, 26: 012008.
doi: 10.3788/HPLPB201426.012008
摘要:
同步辐射光源中的高次谐波会使透射光栅衍射效率标定精度变差。为了校正光源中的高次谐波对透射光栅衍射效率标定的影响，提出了一种光源存在弱谐波情况下的透射光栅衍射效率标定方法，通过使用谐波X射线的衍射效率修正基波衍射效率标定中谐波的影响，从而得到更为准确的透射光栅衍射效率。使用该标定方法在北京同步辐射光源上开展了透射光栅相对衍射效率标定工作。实验结果表明：在100~800 eV存在高次谐波能段，修正后透射光栅一级与零级的相对衍射效率与理论模拟结果吻合较好，修正后光栅二级与一级的相对衍射效率更接近理论模拟结果，但与理论模拟结果仍有较大偏差，该偏差主要来源光栅较弱的二级衍射。
同步辐射光源中的高次谐波会使透射光栅衍射效率标定精度变差。为了校正光源中的高次谐波对透射光栅衍射效率标定的影响，提出了一种光源存在弱谐波情况下的透射光栅衍射效率标定方法，通过使用谐波X射线的衍射效率修正基波衍射效率标定中谐波的影响，从而得到更为准确的透射光栅衍射效率。使用该标定方法在北京同步辐射光源上开展了透射光栅相对衍射效率标定工作。实验结果表明：在100~800 eV存在高次谐波能段，修正后透射光栅一级与零级的相对衍射效率与理论模拟结果吻合较好，修正后光栅二级与一级的相对衍射效率更接近理论模拟结果，但与理论模拟结果仍有较大偏差，该偏差主要来源光栅较弱的二级衍射。
2014, 26: 012009.
doi: 10.3788/HPLPB201426.012009
摘要:
为了满足激光等离子体X射线光谱测量的需要，提出了一种利用平面晶体谱仪记录得到的弯曲谱线来进行波长标定的新方法。传统的参考谱线法需要已知两条以上谱线的确切波长才能进行波长标定，而利用弯曲谱线可以在不知道任何谱线信息的情况下进行波长标定。通过对实验中所获得的铝等离子体He自发射谱线弯曲图像的分析，得到在目前所使用的谱仪条件下，该方法的波长定标精度可以达到210-4 nm。
为了满足激光等离子体X射线光谱测量的需要，提出了一种利用平面晶体谱仪记录得到的弯曲谱线来进行波长标定的新方法。传统的参考谱线法需要已知两条以上谱线的确切波长才能进行波长标定，而利用弯曲谱线可以在不知道任何谱线信息的情况下进行波长标定。通过对实验中所获得的铝等离子体He自发射谱线弯曲图像的分析，得到在目前所使用的谱仪条件下，该方法的波长定标精度可以达到210-4 nm。
2014, 26: 012010.
doi: 10.3788/HPLPB201426.012010
摘要:
基于球面波在弹性介质界面上的反射和折射特性的基本理论，采用超快时间分辨的光学诊断技术，研究了532 nm纳秒激光辐照熔石英元件表面产生的冲击波在空气和样品界面的传播特性，获得了冲击波在材料内部传输以及在空气与样品界面反射的时间分辨图像。结果表明：激光脉冲与材料作用在前后表面产生了向体内传输的冲击波，且产生的冲击波在玻璃与空气界面处反射为两个波，即反射波和反射剪切波；反射波和反射剪切波的强度与入射冲击波的入射角有关。
基于球面波在弹性介质界面上的反射和折射特性的基本理论，采用超快时间分辨的光学诊断技术，研究了532 nm纳秒激光辐照熔石英元件表面产生的冲击波在空气和样品界面的传播特性，获得了冲击波在材料内部传输以及在空气与样品界面反射的时间分辨图像。结果表明：激光脉冲与材料作用在前后表面产生了向体内传输的冲击波，且产生的冲击波在玻璃与空气界面处反射为两个波，即反射波和反射剪切波；反射波和反射剪切波的强度与入射冲击波的入射角有关。
2014, 26: 013001.
doi: 10.3788/HPLPB201426.013001
摘要:
基于trade-off平衡方程组得到35 GHz双阳极磁控注入式电子枪的初始参数，通过编程对其主要参数进行优化设计，并经由自主研发的PIC粒子模拟软件CHIPIC中的电子枪计算模块对其进行全三维的数值模拟研究，最终获得了具有横纵速度比为1.5，最大速度零散约为5.4%的高性能电子枪，能够很好地满足35 GHz-100 kW回旋振荡管对电子束的要求。
基于trade-off平衡方程组得到35 GHz双阳极磁控注入式电子枪的初始参数，通过编程对其主要参数进行优化设计，并经由自主研发的PIC粒子模拟软件CHIPIC中的电子枪计算模块对其进行全三维的数值模拟研究，最终获得了具有横纵速度比为1.5，最大速度零散约为5.4%的高性能电子枪，能够很好地满足35 GHz-100 kW回旋振荡管对电子束的要求。
2014, 26: 013002.
doi: 10.3788/HPLPB201426.013002
摘要:
针对用于成像雷达系统的超宽带TEM喇叭天线进行了优化设计，兼顾辐射性能、馈入反射和小尺寸条件，采用平滑渐变结构和加载技术代替原设计，增加了低频电流的回流通道，从而改善了天线的低频特性，增强了其定向辐射能力。在理论分析的基础上对其进行了仿真，并按照仿真结果实际制作了一副天线，对天线进行了测试。仿真与实测结果表明：在电压驻波系数小于2时，该天线具有11∶1的阻抗带宽，较强的辐射能力和良好的定性辐射特性，能够满足雷达系统的需求。
针对用于成像雷达系统的超宽带TEM喇叭天线进行了优化设计，兼顾辐射性能、馈入反射和小尺寸条件，采用平滑渐变结构和加载技术代替原设计，增加了低频电流的回流通道，从而改善了天线的低频特性，增强了其定向辐射能力。在理论分析的基础上对其进行了仿真，并按照仿真结果实际制作了一副天线，对天线进行了测试。仿真与实测结果表明：在电压驻波系数小于2时，该天线具有11∶1的阻抗带宽，较强的辐射能力和良好的定性辐射特性，能够满足雷达系统的需求。
2014, 26: 013003.
doi: 10.3788/HPLPB201426.013003
摘要:
设计研制了一种低阻抗传输线向高阻抗超宽带天线馈电的馈电结构，理想情况下，该馈电方法可实现特性阻抗为50 的同轴传输线向特性阻抗为200 的超宽带天线匹配馈电。分别用TEM喇叭天线和抛物反射面天线进行了实验验证，结果表明，与同轴线直接馈电相比，采用该匹配馈电结构后，TEM喇叭天线的辐射场强提高了15%，反射面天线的辐射场强提高了27%。
设计研制了一种低阻抗传输线向高阻抗超宽带天线馈电的馈电结构，理想情况下，该馈电方法可实现特性阻抗为50 的同轴传输线向特性阻抗为200 的超宽带天线匹配馈电。分别用TEM喇叭天线和抛物反射面天线进行了实验验证，结果表明，与同轴线直接馈电相比，采用该匹配馈电结构后，TEM喇叭天线的辐射场强提高了15%，反射面天线的辐射场强提高了27%。
2014, 26: 013004.
doi: 10.3788/HPLPB201426.013004
摘要:
介绍了一种过模同轴转弯波导的基本原理，分析了过模同轴波导基模实现高效率转弯传输的条件及转弯过程中的模式问题，设计了中心频率为4.0 GHz、转弯角度为45的过模同轴转弯波导。数值计算结果表明：过模同轴转弯波导在中心频率的基模传输效率大于99%，反射系数为0.04；在3.8~4.2 GHz的频率范围内基模传输效率大于95%，反射系数小于0.22。该过模同轴转弯波导的转弯半径约80 mm，具有转弯半径小、结构简单、转弯角度灵活的特点，且内部无介质支撑，适用于高功率微波馈线系统中过模同轴波导基模的转弯传输。
介绍了一种过模同轴转弯波导的基本原理，分析了过模同轴波导基模实现高效率转弯传输的条件及转弯过程中的模式问题，设计了中心频率为4.0 GHz、转弯角度为45的过模同轴转弯波导。数值计算结果表明：过模同轴转弯波导在中心频率的基模传输效率大于99%，反射系数为0.04；在3.8~4.2 GHz的频率范围内基模传输效率大于95%，反射系数小于0.22。该过模同轴转弯波导的转弯半径约80 mm，具有转弯半径小、结构简单、转弯角度灵活的特点，且内部无介质支撑，适用于高功率微波馈线系统中过模同轴波导基模的转弯传输。
2014, 26: 013005.
doi: 10.3788/HPLPB201426.013005
摘要:
在时域推导了超宽带脉冲空间功率合成的条件，得到了多路脉冲信号在极化方向相同，幅度、波形一致的条件下，可实现最大化功率输出的结论。基于此提出了一种阵馈的抛物柱反射面天线。采用10喇叭单元叠状排列形成一维馈源阵列放置于焦线上，照射抛物柱反射面后形成相干脉冲，在主轴方向合成超宽带高功率微波波束。仿真结果表明，该阵馈天线较最优口径的单馈源天线，远场辐射功率密度提高了87倍以上，且波束宽度由66减为8，实现了超宽带高功率微波的高效空间功率合成。
在时域推导了超宽带脉冲空间功率合成的条件，得到了多路脉冲信号在极化方向相同，幅度、波形一致的条件下，可实现最大化功率输出的结论。基于此提出了一种阵馈的抛物柱反射面天线。采用10喇叭单元叠状排列形成一维馈源阵列放置于焦线上，照射抛物柱反射面后形成相干脉冲，在主轴方向合成超宽带高功率微波波束。仿真结果表明，该阵馈天线较最优口径的单馈源天线，远场辐射功率密度提高了87倍以上，且波束宽度由66减为8，实现了超宽带高功率微波的高效空间功率合成。
2014, 26: 013006.
doi: 10.3788/HPLPB201426.013006
摘要:
采用金属网格和泡沫材料实现低折射率材料媒质，并对其参数进行了优化，辐射源采用单极天线，制作了样机。利用HFSS电磁仿真软件对应用低折射率材料媒质天线与传统天线的方向性进行了对比研究，并研究了辐射源的参数对定向天线的性能影响。对样机进行了测试，测试结果与仿真结果比较吻合，与传统天线相比较，基于超低折射率特异材料的天线方向性明显提高。因此，选择适当电磁参数的超低折射率特异材料，用于定向天线的设计，可以改变传统天线的设计。
采用金属网格和泡沫材料实现低折射率材料媒质，并对其参数进行了优化，辐射源采用单极天线，制作了样机。利用HFSS电磁仿真软件对应用低折射率材料媒质天线与传统天线的方向性进行了对比研究，并研究了辐射源的参数对定向天线的性能影响。对样机进行了测试，测试结果与仿真结果比较吻合，与传统天线相比较，基于超低折射率特异材料的天线方向性明显提高。因此，选择适当电磁参数的超低折射率特异材料，用于定向天线的设计，可以改变传统天线的设计。
2014, 26: 013007.
doi: 10.3788/HPLPB201426.013007
摘要:
利用三维电磁场与粒子模拟软件对Ka波段带状注相对论速调管放大器进行了分析设计和模拟计算。通过对谐振腔本征模的计算确定了腔体的冷腔高频特性，采用三维粒子模拟软件(PIC)模拟分析速调管各腔及整管的束波互作用过程。模拟结果表明：在带状电子注电压500 kV、束流1 kA、宽高比40∶1，注入微波功率1.94 kW和均匀聚焦磁场0.8 T的条件下，获得的输出微波功率达到142 MW，频率40 GHz，效率28.4%，增益约48.6 dB。
利用三维电磁场与粒子模拟软件对Ka波段带状注相对论速调管放大器进行了分析设计和模拟计算。通过对谐振腔本征模的计算确定了腔体的冷腔高频特性，采用三维粒子模拟软件(PIC)模拟分析速调管各腔及整管的束波互作用过程。模拟结果表明：在带状电子注电压500 kV、束流1 kA、宽高比40∶1，注入微波功率1.94 kW和均匀聚焦磁场0.8 T的条件下，获得的输出微波功率达到142 MW，频率40 GHz，效率28.4%，增益约48.6 dB。
2014, 26: 013008.
doi: 10.3788/HPLPB201426.013008
摘要:
为了提高回旋管的工作效率，高频结构中的模式之间的竞争是急需解决的问题。从模式耦合理论出发系统地研究了回旋管中过渡渐变复合腔的高频场结构，同时考虑了TM型寄生模式对工作模式的影响。通过对耦合系数的分析，为了降低模式之间的耦合程度，采用曲线作为回旋管中高频结构的渐变段。用三维电磁仿真软件和自主开发的程序对高频结构进行计算。计算结果与传统的线性渐变段谐振腔相比，采用非线性类型的谐振腔具有更强的模式抑制能力，并且该类型腔体中能够激励起更强的场幅值。
为了提高回旋管的工作效率，高频结构中的模式之间的竞争是急需解决的问题。从模式耦合理论出发系统地研究了回旋管中过渡渐变复合腔的高频场结构，同时考虑了TM型寄生模式对工作模式的影响。通过对耦合系数的分析，为了降低模式之间的耦合程度，采用曲线作为回旋管中高频结构的渐变段。用三维电磁仿真软件和自主开发的程序对高频结构进行计算。计算结果与传统的线性渐变段谐振腔相比，采用非线性类型的谐振腔具有更强的模式抑制能力，并且该类型腔体中能够激励起更强的场幅值。
2014, 26: 013101.
doi: 10.3788/HPLPB201426.013101
摘要:
为了满足移动式量子级联激光器太赫兹（QCL-THz）全息成像仪大视场高空间分辨率的技术需求，设计了预放大同轴数字全息光路结构，显微物镜数值孔径为0.707或0.8，放大倍数为6倍，最佳工作距离为15 mm。采用波长为96.8 m的QCL光源，该光路结构能实现10 mm的视场，优于100 m的空间分辨率。
为了满足移动式量子级联激光器太赫兹（QCL-THz）全息成像仪大视场高空间分辨率的技术需求，设计了预放大同轴数字全息光路结构，显微物镜数值孔径为0.707或0.8，放大倍数为6倍，最佳工作距离为15 mm。采用波长为96.8 m的QCL光源，该光路结构能实现10 mm的视场，优于100 m的空间分辨率。
2014, 26: 014001.
doi: 10.3788/HPLPB201426.014001
摘要:
对自主开发的全三维粒子模拟/蒙特卡罗（PIC/MCC）算法进行了阐述，包括算法流程设计、碰撞处理机制等。采用该算法对中国原子能科学研究院研制的15~20 mA负氢离子源进行数值模拟研究，结果显示：该多峰会切离子源能得到空间分布均匀的离子束，采用优化后的虚拟过滤场，不仅能有效过滤高能电子，还将导致离子源下游区域低能电子增多，有效提高负氢离子体积产生效率。
对自主开发的全三维粒子模拟/蒙特卡罗（PIC/MCC）算法进行了阐述，包括算法流程设计、碰撞处理机制等。采用该算法对中国原子能科学研究院研制的15~20 mA负氢离子源进行数值模拟研究，结果显示：该多峰会切离子源能得到空间分布均匀的离子束，采用优化后的虚拟过滤场，不仅能有效过滤高能电子，还将导致离子源下游区域低能电子增多，有效提高负氢离子体积产生效率。
2014, 26: 014002.
doi: 10.3788/HPLPB201426.014002
摘要:
对真空环境下带状电缆模型直流X射线辐照响应进行了实验和数值模拟研究；研制了电缆直流X射线辐照实验系统；使用蒙特卡罗模拟软件计算了直流X光机产生的X射线能谱、通量等参数；建立了带状电缆X射线辐照响应一维计算模型，该计算模型包括电缆导体与介质层间隙和介质层电导率模型。实验测量了两个带状电缆模型的直流X射线辐照响应电流波形，并对其进行了数值模拟。结果显示，在一定的电缆导体与介质层间隙大小假设条件下，采用带状电缆X射线辐照响应计算模型计算的结果与实验测量结果在波形特征和绝对幅度方面比较接近，说明了利用该模型描述电缆直流X射线辐照响应具有其合理性。
对真空环境下带状电缆模型直流X射线辐照响应进行了实验和数值模拟研究；研制了电缆直流X射线辐照实验系统；使用蒙特卡罗模拟软件计算了直流X光机产生的X射线能谱、通量等参数；建立了带状电缆X射线辐照响应一维计算模型，该计算模型包括电缆导体与介质层间隙和介质层电导率模型。实验测量了两个带状电缆模型的直流X射线辐照响应电流波形，并对其进行了数值模拟。结果显示，在一定的电缆导体与介质层间隙大小假设条件下，采用带状电缆X射线辐照响应计算模型计算的结果与实验测量结果在波形特征和绝对幅度方面比较接近，说明了利用该模型描述电缆直流X射线辐照响应具有其合理性。
2014, 26: 014003.
doi: 10.3788/HPLPB201426.014003
摘要:
为了研究超高速碰撞产生闪光辐射的速度及角度效应, 利用建立的瞬态光纤高温计测量系统结合二级轻气炮加载系统, 进行了6种实验条件下的超高速碰撞实验。每组实验使用一组光纤探头, 基于实验所获原始数据结合标定, 通过Matlab编程处理得到了给定实验条件及光纤探头安装条件下, 超高速碰撞LY12铝靶产生的闪光辐射与碰撞速度和弹丸入射角度的关系。实验结果表明, 超高速碰撞LY12铝靶产生的闪光辐射在温度峰值出现前近似与碰撞速度和弹丸入射角度（弹道与靶板平面的夹角）正弦乘积的平方成正比；碰撞闪光辐射在温度峰值出现后近似与碰撞速度和弹丸入射角度正弦乘积的0.75次幂成正比, 与理论推导结果基本吻合。
为了研究超高速碰撞产生闪光辐射的速度及角度效应, 利用建立的瞬态光纤高温计测量系统结合二级轻气炮加载系统, 进行了6种实验条件下的超高速碰撞实验。每组实验使用一组光纤探头, 基于实验所获原始数据结合标定, 通过Matlab编程处理得到了给定实验条件及光纤探头安装条件下, 超高速碰撞LY12铝靶产生的闪光辐射与碰撞速度和弹丸入射角度的关系。实验结果表明, 超高速碰撞LY12铝靶产生的闪光辐射在温度峰值出现前近似与碰撞速度和弹丸入射角度（弹道与靶板平面的夹角）正弦乘积的平方成正比；碰撞闪光辐射在温度峰值出现后近似与碰撞速度和弹丸入射角度正弦乘积的0.75次幂成正比, 与理论推导结果基本吻合。
2014, 26: 014004.
doi: 10.3788/HPLPB201426.014004
摘要:
通过计算和分析周期聚焦磁场强度和表征束自生场强度的束导流系数的变化对强流粒子束运动特征的影响，系统研究了强流粒子束的非线性共振和束晕现象。采用庞加莱截面技术对束核包络振荡及其单粒子运动轨迹进行了数值模拟，清楚地展示了不同情况下束核包络非线性振荡以及对应的试验粒子空间分布。结果表明：束核自生场使得束核包络发生非线性振荡，随着束核自生场和聚焦磁场的增加，伴随着束核共振岛的出现，单粒子空间分布出现越来越多的束晕粒子。
通过计算和分析周期聚焦磁场强度和表征束自生场强度的束导流系数的变化对强流粒子束运动特征的影响，系统研究了强流粒子束的非线性共振和束晕现象。采用庞加莱截面技术对束核包络振荡及其单粒子运动轨迹进行了数值模拟，清楚地展示了不同情况下束核包络非线性振荡以及对应的试验粒子空间分布。结果表明：束核自生场使得束核包络发生非线性振荡，随着束核自生场和聚焦磁场的增加，伴随着束核共振岛的出现，单粒子空间分布出现越来越多的束晕粒子。
2014, 26: 014005.
doi: 10.3788/HPLPB201426.014005
摘要:
为优化中子多重性探测器设计、指导多重性实验的正确实施，论述了利用蒙特卡罗程序获取中子时间脉冲序列链进行多重性随机模拟的方法。提出了一种新的三均分算法计算中子衰减时间常数，解决了生成时间序列链超大矩阵排序问题。基于大空腔探测系统，利用无死时间的时间序列链经过数据解谱，分析利用252Cf中子源标定的参数在钚样品多重性测量过程中的匹配问题，考察了探测效率的差异和二阶矩三阶矩的门份额的适用性，并提出了移位寄存器（MSR）处理过程中门宽的优化选取原则。模拟了大量不同质量的钚样品，建立了大空腔探测系统的质量相对标准偏差（RSD）曲线。结果表明：252Cf源标定的探测效率比Pu样品的效率差3%左右，比值法与公式法计算的门份额完全一致，大空腔探测系统对公斤级的金属钚在1000 s时间内的质量测量RSD约为4%。
为优化中子多重性探测器设计、指导多重性实验的正确实施，论述了利用蒙特卡罗程序获取中子时间脉冲序列链进行多重性随机模拟的方法。提出了一种新的三均分算法计算中子衰减时间常数，解决了生成时间序列链超大矩阵排序问题。基于大空腔探测系统，利用无死时间的时间序列链经过数据解谱，分析利用252Cf中子源标定的参数在钚样品多重性测量过程中的匹配问题，考察了探测效率的差异和二阶矩三阶矩的门份额的适用性，并提出了移位寄存器（MSR）处理过程中门宽的优化选取原则。模拟了大量不同质量的钚样品，建立了大空腔探测系统的质量相对标准偏差（RSD）曲线。结果表明：252Cf源标定的探测效率比Pu样品的效率差3%左右，比值法与公式法计算的门份额完全一致，大空腔探测系统对公斤级的金属钚在1000 s时间内的质量测量RSD约为4%。
2014, 26: 014006.
doi: 10.3788/HPLPB201426.014006
摘要:
基于传输线原理，构建了均匀分布在单位球表面的入射波用于模拟混响室内全向辐照的电磁辐照模型，并利用Agrawal散射电压公式计算双导线传输线模型的终端负载响应电流。研究了均匀分布在球面入射波的入射方向、极化方向以及入射波数量对传输线终端响应的影响，并将数值计算结果与蒙特卡罗方法的计算结果进行对比。结果表明：分布在球面上的电磁波入射角为0~、极化角度为0~时，即可满足响应信号的数值完整性；入射电磁波数量达到100时，能够满足混响室内全向辐照的要求；理论模型计算结果与蒙特卡罗方法的计算结果吻合较好，该模型可以用于混响室内散射场场线耦合规律计算。
基于传输线原理，构建了均匀分布在单位球表面的入射波用于模拟混响室内全向辐照的电磁辐照模型，并利用Agrawal散射电压公式计算双导线传输线模型的终端负载响应电流。研究了均匀分布在球面入射波的入射方向、极化方向以及入射波数量对传输线终端响应的影响，并将数值计算结果与蒙特卡罗方法的计算结果进行对比。结果表明：分布在球面上的电磁波入射角为0~、极化角度为0~时，即可满足响应信号的数值完整性；入射电磁波数量达到100时，能够满足混响室内全向辐照的要求；理论模型计算结果与蒙特卡罗方法的计算结果吻合较好，该模型可以用于混响室内散射场场线耦合规律计算。
2014, 26: 014007.
doi: 10.3788/HPLPB201426.014007
摘要:
利用Geant4程序计算了多种不同组合CR39叠层探测器的中子能量响应函数，研究结果表明，中子能量响应函数曲线的半高宽和探测下限分别由聚乙烯的厚度和吸收片的厚度决定，峰值由聚乙烯和吸收片的厚度共同决定。利用加速器准单能氘氘中子源进行辐照实验，获得了4种不同叠层组合探测器的2.45 MeV中子探测效率，并与计算曲线进行了比较，结果吻合较好，验证了Geant4程序计算结果的可靠性。
利用Geant4程序计算了多种不同组合CR39叠层探测器的中子能量响应函数，研究结果表明，中子能量响应函数曲线的半高宽和探测下限分别由聚乙烯的厚度和吸收片的厚度决定，峰值由聚乙烯和吸收片的厚度共同决定。利用加速器准单能氘氘中子源进行辐照实验，获得了4种不同叠层组合探测器的2.45 MeV中子探测效率，并与计算曲线进行了比较，结果吻合较好，验证了Geant4程序计算结果的可靠性。
2014, 26: 014008.
doi: 10.3788/HPLPB201426.014008
摘要:
分析了激励脉冲电压作用下铁电阴极电容的变化，即等离子体沿着铁电阴极前电极表面扩散而引起电容变化；建立了激励脉冲电压作用下铁电阴极等效电容模型并推导铁电阴极前电极表面等离子横向扩散速度表达式。采用传统固相烧结工艺制备的掺镧锆锡钛酸铅反铁电陶瓷作为阴极材料，通过测量激励脉冲电压作用下铁电阴极两端的电压及充放电电流，计算得到掺镧锆锡钛酸铅陶瓷表面等离子体横向扩散速度为1.89106 cm/s。
分析了激励脉冲电压作用下铁电阴极电容的变化，即等离子体沿着铁电阴极前电极表面扩散而引起电容变化；建立了激励脉冲电压作用下铁电阴极等效电容模型并推导铁电阴极前电极表面等离子横向扩散速度表达式。采用传统固相烧结工艺制备的掺镧锆锡钛酸铅反铁电陶瓷作为阴极材料，通过测量激励脉冲电压作用下铁电阴极两端的电压及充放电电流，计算得到掺镧锆锡钛酸铅陶瓷表面等离子体横向扩散速度为1.89106 cm/s。
2014, 26: 015001.
doi: 10.3788/HPLPB201426.015001
摘要:
针对采用TEM小室或GTEM室校准测试时从输入端获取信号的需求，设计了一种同轴型脉冲电压探头；该探头为微分型输出，采用数值积分可获得脉冲电压波形；其灵敏度系数可调。仿真分析了不同结构探针对探头内部电场峰值分布及对端口特性阻抗的影响，对采用尖针形探针的同轴脉冲探头进行了实验验证，得到了其频域响应曲线和灵敏度系数，分析了灵敏度系数随探针到内导体中心距离变化的规律。仿真和实验结果表明，同轴脉冲探头内嵌的探针采用尖针形时，对端口特性阻抗的影响及内部电磁场的扰动都很小，可满足ns级瞬变脉冲测试校准需要。
针对采用TEM小室或GTEM室校准测试时从输入端获取信号的需求，设计了一种同轴型脉冲电压探头；该探头为微分型输出，采用数值积分可获得脉冲电压波形；其灵敏度系数可调。仿真分析了不同结构探针对探头内部电场峰值分布及对端口特性阻抗的影响，对采用尖针形探针的同轴脉冲探头进行了实验验证，得到了其频域响应曲线和灵敏度系数，分析了灵敏度系数随探针到内导体中心距离变化的规律。仿真和实验结果表明，同轴脉冲探头内嵌的探针采用尖针形时，对端口特性阻抗的影响及内部电磁场的扰动都很小，可满足ns级瞬变脉冲测试校准需要。
2014, 26: 015002.
doi: 10.3788/HPLPB201426.015002
摘要:
针对辐射式核电磁脉冲模拟器采用TEM喇叭天线作为辐射天线时低频辐射能力有限的问题，对板型和线型两种基本形式的TEM喇叭天线进行了分析。在采用线型TEM喇叭天线以减轻模拟器重量的基础上，在天线末端采用螺旋线结构，并增加屏蔽板回路，构造了一种新型TEM喇叭天线。结果表明：与普通线型TEM喇叭天线相比，该新型天线较大地提高了低频辐射性能，可使近场波形脉宽提高7 ns左右，峰值场强提高了1 kV/m左右；通过增大螺旋线半径和提高螺旋线密度可以提高峰值场强，增加近场波形脉宽；通过屏蔽板回路可以降低反射波纹的波峰从而改善近场波形。
针对辐射式核电磁脉冲模拟器采用TEM喇叭天线作为辐射天线时低频辐射能力有限的问题，对板型和线型两种基本形式的TEM喇叭天线进行了分析。在采用线型TEM喇叭天线以减轻模拟器重量的基础上，在天线末端采用螺旋线结构，并增加屏蔽板回路，构造了一种新型TEM喇叭天线。结果表明：与普通线型TEM喇叭天线相比，该新型天线较大地提高了低频辐射性能，可使近场波形脉宽提高7 ns左右，峰值场强提高了1 kV/m左右；通过增大螺旋线半径和提高螺旋线密度可以提高峰值场强，增加近场波形脉宽；通过屏蔽板回路可以降低反射波纹的波峰从而改善近场波形。
2014, 26: 015003.
doi: 10.3788/HPLPB201426.015003
摘要:
采用Mo，WCu和W分别作为三种气体火花开关的主电极材料，进行放电条件下电极烧蚀实验，研究开关电极烧蚀率和烧蚀形貌，分析电极烧蚀特征。结果表明，Mo，WCu和W开关的主电极烧蚀率分别为3.3210-2 C-1m-2， 2.6310-2 C-1m-2和1.710-2 C-1m-2，W开关主电极烧蚀率最小。实验后开关的主电极中心烧蚀严重，呈现明显裂纹和烧蚀坑。Mo主电极表面呈现明显熔融态，阴极表面形成大量裂纹（宽度达10 m）和孔隙（孔径达10 m）；WCu和W主电极表面形成少量圆球状W突起（粒径达20 m及以上）。开关外壳内壁沉积了喷溅颗粒。WCu开关外壳沉积颗粒较大（粒径达10 m），Mo开关外壳沉积颗粒居中（粒径为2 m），W开关外壳沉积颗粒最小（近1 m）。因此可优先选用具有优异抗烧蚀性能的W作为气体火花开关电极材料。
采用Mo，WCu和W分别作为三种气体火花开关的主电极材料，进行放电条件下电极烧蚀实验，研究开关电极烧蚀率和烧蚀形貌，分析电极烧蚀特征。结果表明，Mo，WCu和W开关的主电极烧蚀率分别为3.3210-2 C-1m-2， 2.6310-2 C-1m-2和1.710-2 C-1m-2，W开关主电极烧蚀率最小。实验后开关的主电极中心烧蚀严重，呈现明显裂纹和烧蚀坑。Mo主电极表面呈现明显熔融态，阴极表面形成大量裂纹（宽度达10 m）和孔隙（孔径达10 m）；WCu和W主电极表面形成少量圆球状W突起（粒径达20 m及以上）。开关外壳内壁沉积了喷溅颗粒。WCu开关外壳沉积颗粒较大（粒径达10 m），Mo开关外壳沉积颗粒居中（粒径为2 m），W开关外壳沉积颗粒最小（近1 m）。因此可优先选用具有优异抗烧蚀性能的W作为气体火花开关电极材料。
2014, 26: 015101.
doi: 10.3788/HPLPB201426.015101
摘要:
脉冲功率驱动源作为磁驱动加载的重要手段，通过调整其电路参数可调节负载电流波形，实现对样品无冲击准等熵加载。在阳加速器上，开展了一系列轴对称结构和带状结构构型的磁驱动平面飞片发射实验，电极材料采用不锈钢和LY-12铝。实验中测量了进入负载的电流历史和电极后自由面速度历史，并通过时序控制将两者时间关联起来。本文以测量到的电流历史数据为基础，引入负载电流分布系数，并结合已知的LY-12铝的状态方程数据，计算电极后自由面速度历史和飞片速度历史。通过实验测量自由面速度历史校验负载各个位置的电流分布系数。另外，基于装置参数和实验数据确定了考虑负载电感变化的装置等效电路模型，形成了计算样品压力加载历史和电极后自由面速度历史估算程序。此外，初步分析不同厚度电极的自由面速度历史，获取了电极材料的准等熵加载波剖面信息，观察到一系列准等熵加载下材料动力学性能引起的物理现象。
脉冲功率驱动源作为磁驱动加载的重要手段，通过调整其电路参数可调节负载电流波形，实现对样品无冲击准等熵加载。在阳加速器上，开展了一系列轴对称结构和带状结构构型的磁驱动平面飞片发射实验，电极材料采用不锈钢和LY-12铝。实验中测量了进入负载的电流历史和电极后自由面速度历史，并通过时序控制将两者时间关联起来。本文以测量到的电流历史数据为基础，引入负载电流分布系数，并结合已知的LY-12铝的状态方程数据，计算电极后自由面速度历史和飞片速度历史。通过实验测量自由面速度历史校验负载各个位置的电流分布系数。另外，基于装置参数和实验数据确定了考虑负载电感变化的装置等效电路模型，形成了计算样品压力加载历史和电极后自由面速度历史估算程序。此外，初步分析不同厚度电极的自由面速度历史，获取了电极材料的准等熵加载波剖面信息，观察到一系列准等熵加载下材料动力学性能引起的物理现象。
2014, 26: 015102.
doi: 10.3788/HPLPB201426.015102
摘要:
真空度被认为是影响GaAs阴极寿命的最重要参数之一，电子束在阴极附近的壁损失会导致真空度下降。基于高斯分布模型，研究了中国工程物理研究院自由电子激光相干强太赫兹源（FEL-THz）直流光阴极注入器电子束在束线管壁上的损失情况。通过理论分析、数值计算、束流动力学模拟、热力学分析及电子束初步出束实验研究，证明了FEL-THz电子束壁损失能达到W量级，必然引起真空度下降和阴极寿命缩短，这是目前限制出束的重要原因之一。研究表明，为维持电子束持续稳定工作，应将注入器阳极后的管道尺寸扩大到至少45 mm。
真空度被认为是影响GaAs阴极寿命的最重要参数之一，电子束在阴极附近的壁损失会导致真空度下降。基于高斯分布模型，研究了中国工程物理研究院自由电子激光相干强太赫兹源（FEL-THz）直流光阴极注入器电子束在束线管壁上的损失情况。通过理论分析、数值计算、束流动力学模拟、热力学分析及电子束初步出束实验研究，证明了FEL-THz电子束壁损失能达到W量级，必然引起真空度下降和阴极寿命缩短，这是目前限制出束的重要原因之一。研究表明，为维持电子束持续稳定工作，应将注入器阳极后的管道尺寸扩大到至少45 mm。
2014, 26: 015103.
doi: 10.3788/HPLPB201426.015103
摘要:
粒子加速器由于受地基振动、环境温度、热效应等因素的影响，导致束流位置探头（BPM）所在真空盒的机械中心相对四极铁磁中心的漂移较大，因此很难提高束流轨道的绝对测量精度。探索利用电容式探头实时检测该漂移量的方法。首先分析了电容式探头的测量原理，并设计了轨道振动同步诊断方案，然后设计了专用探头，并利用数据采集设备对探头的线性度、精度和频率响应进行实验室测试。结果显示电容式探头能检测到2 m的相对位移，且可有效检测300 Hz以下的振动频率，可用于束流轨道与相关环境参数的同步诊断。
粒子加速器由于受地基振动、环境温度、热效应等因素的影响，导致束流位置探头（BPM）所在真空盒的机械中心相对四极铁磁中心的漂移较大，因此很难提高束流轨道的绝对测量精度。探索利用电容式探头实时检测该漂移量的方法。首先分析了电容式探头的测量原理，并设计了轨道振动同步诊断方案，然后设计了专用探头，并利用数据采集设备对探头的线性度、精度和频率响应进行实验室测试。结果显示电容式探头能检测到2 m的相对位移，且可有效检测300 Hz以下的振动频率，可用于束流轨道与相关环境参数的同步诊断。
2014, 26: 015104.
doi: 10.3788/HPLPB201426.015104
摘要:
介绍了兰州重离子医疗装置（HIMM）建造中准直安装方案里核心的测量控制网设计。同步环准直测量控制网是基于Leica AT401激光跟踪仪和综合测量软件SA建立的三维测量控制网，在控制网设计中采用9个基准柱和2个激光干涉测量得到的基准长度参考，以及Leica DNA03数字水准仪协同测量，使全局三维控制网设计精度达到0.04 mm，最终确保同步环四极磁铁安装精度达到0.10 mm的要求指标，为将来束流的稳定运行做好可靠的保证。
介绍了兰州重离子医疗装置（HIMM）建造中准直安装方案里核心的测量控制网设计。同步环准直测量控制网是基于Leica AT401激光跟踪仪和综合测量软件SA建立的三维测量控制网，在控制网设计中采用9个基准柱和2个激光干涉测量得到的基准长度参考，以及Leica DNA03数字水准仪协同测量，使全局三维控制网设计精度达到0.04 mm，最终确保同步环四极磁铁安装精度达到0.10 mm的要求指标，为将来束流的稳定运行做好可靠的保证。
2014, 26: 015105.
doi: 10.3788/HPLPB201426.015105
摘要:
为了实现重离子治疗肿瘤点扫描，对扫描磁铁进行相应的控制。治疗计划进行剂量与肿瘤适形数据的生成，并传输至点扫描控制器与剂量控制器。同时也向点扫描控制器中存入事例数据，以纳入整个加速器控制时序，等待同步时间事例系统的事例触发。点扫描控制器根据剂量控制器的脉冲控制换点治疗操作以及进行换点治疗的扫描磁铁插值算法平滑处理。剂量控制器对气体电离室前端电子学已经刻度的剂量脉冲进行计数。当达到治疗剂量时，控制法拉第筒来阻挡束流，实现点扫描安全治疗。实验证明在现有的电源与磁铁等设备条件以及束流品质下，点扫描控制系统能实现2 mm点间距扫描。
为了实现重离子治疗肿瘤点扫描，对扫描磁铁进行相应的控制。治疗计划进行剂量与肿瘤适形数据的生成，并传输至点扫描控制器与剂量控制器。同时也向点扫描控制器中存入事例数据，以纳入整个加速器控制时序，等待同步时间事例系统的事例触发。点扫描控制器根据剂量控制器的脉冲控制换点治疗操作以及进行换点治疗的扫描磁铁插值算法平滑处理。剂量控制器对气体电离室前端电子学已经刻度的剂量脉冲进行计数。当达到治疗剂量时，控制法拉第筒来阻挡束流，实现点扫描安全治疗。实验证明在现有的电源与磁铁等设备条件以及束流品质下，点扫描控制系统能实现2 mm点间距扫描。
2014, 26: 015106.
doi: 10.3788/HPLPB201426.015106
摘要:
输出脉冲稳定性的需求对驱动自由电子激光产生的电子直线加速器装置束流稳定性提出了严格的要求，包括电子束平均能量、峰值流强、束团到达时间抖动和横向位置抖动等参数。基于正在建设的大连相干光源用户装置，探讨了最近提出的褶皱管用作能量稳定器的可行性。采用解析计算和数值模拟结合的方法，结合大连相干光源直线加速器的设计，在设计参数条件下能量稳定性至少提升10%。同时提供了褶皱管尾场设计的一般步骤。
输出脉冲稳定性的需求对驱动自由电子激光产生的电子直线加速器装置束流稳定性提出了严格的要求，包括电子束平均能量、峰值流强、束团到达时间抖动和横向位置抖动等参数。基于正在建设的大连相干光源用户装置，探讨了最近提出的褶皱管用作能量稳定器的可行性。采用解析计算和数值模拟结合的方法，结合大连相干光源直线加速器的设计，在设计参数条件下能量稳定性至少提升10%。同时提供了褶皱管尾场设计的一般步骤。
2014, 26: 019001.
doi: 10.3788/HPLPB201426.019001
摘要:
基于计算机视觉的三维重构方法已经广泛应用在各行各业中。目前的三维重构研究主要针对不透明的朗伯表面，且已经比较成熟，但对非朗伯表面仍然面临诸多问题。而实际场景中的物体表面大多是非朗伯表面，因而，随着实际应用的推广，非朗伯表面的三维重构问题在计算机视觉领域越来越受到关注。虽然本现状研究不能完全涵盖针对非朗伯表面三维重构的所有方法，但它包涵了三维重构每个步骤中的各种典型方法。文中按照图像获取过程中的照明方式和重构原理对现有方法进行了分类，并逐类进行了介绍。由于不存在公共测试网络平台和带有标准视差的非朗伯表面立体图像集，因而，很难对各种算法的计算效率和匹配质量进行比较，文中主要对非朗伯表面的现有三维重构方法的原理、特点、适用范围和最新研究方向进行了介绍，对非朗伯表面三维重构的现有问题和发展前景进行了讨论。
基于计算机视觉的三维重构方法已经广泛应用在各行各业中。目前的三维重构研究主要针对不透明的朗伯表面，且已经比较成熟，但对非朗伯表面仍然面临诸多问题。而实际场景中的物体表面大多是非朗伯表面，因而，随着实际应用的推广，非朗伯表面的三维重构问题在计算机视觉领域越来越受到关注。虽然本现状研究不能完全涵盖针对非朗伯表面三维重构的所有方法，但它包涵了三维重构每个步骤中的各种典型方法。文中按照图像获取过程中的照明方式和重构原理对现有方法进行了分类，并逐类进行了介绍。由于不存在公共测试网络平台和带有标准视差的非朗伯表面立体图像集，因而，很难对各种算法的计算效率和匹配质量进行比较，文中主要对非朗伯表面的现有三维重构方法的原理、特点、适用范围和最新研究方向进行了介绍，对非朗伯表面三维重构的现有问题和发展前景进行了讨论。
2014, 26: 019002.
doi: 10.3788/HPLPB201426.019002
摘要:
采用四个不同偏振方向的线偏振和圆偏振态飞秒激光扫描处理金属铁表面来制备不同的彩色铁。从不同角度观察被处理区域时，线偏振扫描处理的彩色区域呈现不同的色彩, 而圆偏振扫描处理的区域没有明显的颜色变化。扫描电子显微镜图片显示，线偏振激光扫描处理金属铁表面形成了nm量级的激光诱导周期表面结构，其方向始终与激光偏振方向垂直；圆偏振激光扫描处理金属铁表面形成的条纹结构不明显且有大量的纳米颗粒结构。
采用四个不同偏振方向的线偏振和圆偏振态飞秒激光扫描处理金属铁表面来制备不同的彩色铁。从不同角度观察被处理区域时，线偏振扫描处理的彩色区域呈现不同的色彩, 而圆偏振扫描处理的区域没有明显的颜色变化。扫描电子显微镜图片显示，线偏振激光扫描处理金属铁表面形成了nm量级的激光诱导周期表面结构，其方向始终与激光偏振方向垂直；圆偏振激光扫描处理金属铁表面形成的条纹结构不明显且有大量的纳米颗粒结构。
2014, 26: 019003.
doi: 10.3788/HPLPB201426.019003
摘要:
为了解平流层大气温度变化规律，利用瑞利-拉曼-米散射激光雷达对南京上空平流层温度进行长期观测，对观测数据的分析表明：夜晚平流层温度受到重力波的影响，重力波破碎会导致局部温度升高，温度相对变化可以达到12%；在季节变化的过渡月份（4月和10月），平流层中低层温度会有所升高，对应的平流层高层温度降低；平流层温度月变化方面，除局部由于行星星际波的影响外，各月份平流层温度整体上相对比较稳定，激光雷达所测大气温度与大气模式温度具有一定的差别。最后，利用平流层温度廓线提取了重力波信息。
为了解平流层大气温度变化规律，利用瑞利-拉曼-米散射激光雷达对南京上空平流层温度进行长期观测，对观测数据的分析表明：夜晚平流层温度受到重力波的影响，重力波破碎会导致局部温度升高，温度相对变化可以达到12%；在季节变化的过渡月份（4月和10月），平流层中低层温度会有所升高，对应的平流层高层温度降低；平流层温度月变化方面，除局部由于行星星际波的影响外，各月份平流层温度整体上相对比较稳定，激光雷达所测大气温度与大气模式温度具有一定的差别。最后，利用平流层温度廓线提取了重力波信息。
