成像型任意反射面速度干涉仪技术研究
成像型任意反射面速度干涉仪(Velocity Interferometer System for Any Reflector，简写为VISAR)在激光驱动的惯性约束聚变和高压物质状态方程的研究中都扮演着重要的作用。其在原理上利用了多普勒效应和光混频技术，可对透明介质中的冲击波速度进行直接测量。它还具有很高的时间和空间分辨，其时间分辨可达几十皮秒，空间分辨可达几微米。
本课题基于神光Ⅲ原型装置，在充分调研成像型VISAR相关原理和系统后，对成像型VISAR技术在实验设计与数据处理方法方面展开深入研究。主要研究问题包括以下几个方面:
作为成像型VISAR应用领域之一，惯性约束聚变需要其对冲击波速度进行测量。而成像型VISAR在冲击波调速实验中存在条纹丢失的问题，目前国际上通行的做法是采用双灵敏度方法。但该方法也存在不足，在某些情况下会存在多值问题。同时成像型VISAR冲击波测速精度目前仅有理论上的计算，缺乏实验数据的支持。本课题通过选择控制窗口材料厚度，完整记录了冲击波在窗口材料内传播的过程，可从双灵敏度方法获得的多个速度值中选择出唯一正确的一组，同时以实验手段精确获得了成像型VISAR冲击波测速精度。
成像型VISAR研究的另一领域是物质高压状态方程。准等熵压缩实验是实现物质高压的一种重要方式。但目前准等熵压缩实验中仅有VISAR一种诊断设备，获得的实验数据有限，且缺乏对照。因此设计相关实验加入了EXAFS(Extended x-ray absorption fine structure，扩展X射线吸收精细结构)技术作为另一诊断手段。其与成像型VISAR技术的联合诊断可获得材料的温度、密度等信息，同时两者的结果可以相互对照。
成像型VISAR获得的是干涉条纹图，而我们需要的是速度信息，这就需要对条纹图进行处理。本文介绍了利用傅里叶变换法对成像型VISAR条纹图进行相位提取的过程。针对相位提取过程中存在的相位缠绕问题，研究分析了三种解缠算法，并以改进的洪水算法为基础开发了成像型VISAR条纹图处理程序。在具体实验数据的处理中，该程序处理效果良好。
成像型任意反射面速度干涉仪;双灵敏度方法;冲击波测速精度;扩展X射线;吸收精细结构;相位解缠
中国科学技术大学
硕士
核能科学与工程
付绍军;江少恩
2013
中文
TH744.3
67
2013-11-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）