[發(fā)明專利]飛秒激光等離子體通道干涉圖相位和電子密度提取方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010106458.7
• 申請日: 2010-02-05
• 公開（公告）號: CN101776489A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周子理;盧海洋;夏長權(quán);劉建勝;李儒新
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所
• 主分類號: G01J9/02
• 分類號: G01J9/02
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

1.一種飛秒激光等離子體通道干涉圖相位和電子密度提取方法，其特征在于該方法包括下列步驟：

①用CCD相機拍攝無等離子體時探針光的背景干涉光強圖I_bg(i，j)和有等離子體時探針光的等離子體通道干涉光強圖I(i，j)；

②干涉圖濾波去噪：

將所述的等離子體通道干涉光強圖進行快速傅里葉變換獲得等離子體通道頻域信息，濾掉該等離子體通道頻域信息中的高頻信號，減少系統(tǒng)的噪聲干擾，獲得去噪后的等離子體通道干涉光強圖I_f(i，j)；

③對所述的去噪后等離子體通道干涉光強圖I_f(i，j)尋找明暗條紋位置：

逐行尋取去噪后的等離子體通道干涉光強圖I_f(i，j)中的波峰和波谷并記錄其位置獲得等離子體通道明暗條紋位置圖A(i，j)；

④從所述的等離子體通道明暗條紋位置圖A(i，j)計算出等離子體通道相位差空間分布P(i，j)；

⑤用上述步驟②至④同樣的方法，對所述的背景干涉光強圖I_bg(i，j)進行處理，得到無等離子體時的背景相位差空間分布P_bg(i，j)；

⑥將第④的等離子體通道相位差的空間分布P(i，j)扣除第⑤步的背景相位差空間分布P_bg(i，j)，獲得扣除背景后的相位差空間分布圖P₀(i，j)；

⑦將所述的扣除背景后的相位差空間分布圖P₀(i，j)去噪：

再次使用快速傅里葉變換的方法對所述的扣除背景后的相位差空間分布圖P₀(i，j)濾波去噪，得到平滑的相位差空間分布圖P_0f(i，j)；

⑧將所述的平滑的相位差空間分布圖P_0f(i，j)的相位差分布對稱化，獲得對稱的相位差分布圖P_s(i，j)；

⑨使用阿貝爾變換方法對所述的對稱的相位差分布圖P_s(i，j)進行處理，獲得等離子體通道電子密度分布圖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛秒激光等離子體通道干涉圖相位和電子密度提取方法，其特征在于所述的干涉圖濾波去噪的具體方法為：

①將CCD相機所拍攝的等離子體通道干涉光強圖用二維矩陣I(i，j)表述并稱為二維干涉光強矩陣，其中i＝1，2，...，M；j＝1，2，...，N，儲存，矩陣行值i和列值j對應(yīng)CCD像素點位置，M，N分別對應(yīng)CCD相機行向和列向像素點數(shù)目，其中(i，j)為干涉場坐標(biāo)，該I(i，j)的矩陣元值對應(yīng)該像素點的干涉光強值；

②將所述的二維干涉光強矩陣I(i，j)經(jīng)二維快速傅里葉變換，得到頻譜矩陣I_ω(i，j)，該頻譜矩陣I_ω(i，j)中包含高頻噪聲成分和低頻干涉光強成分，使用二階巴特沃斯低通濾波器濾去其中的高頻噪聲成分，該二階巴特沃斯低通濾波器的放大率G和頻率ω關(guān)系如下：

G(ω)=11+(ω/ωc)4,]]>

式中：ω_c為截止頻率，單位為弧度每秒(rad/s)，通過設(shè)置ω_c的大小，去除頻率大于ω_c的高頻噪聲，只保留所需要的干涉光強變化低頻信息，得到濾波后的頻譜矩陣I_ωf(i，j)；

③對所述的濾波后的頻譜矩陣I_ωf(i，j)進行傅里葉逆變換，還原得到去噪后的等離子體通道干涉光強分布矩陣I_f(i，j)。