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去噪、解卷积及分解多域光子观测数据
摘要： 基于光子计数数据的天文成像是一项非平凡的任务。本文展示了如何对多域光子观测数据进行去噪、解卷积和分解处理。核心目标是建立精确且具有理论依据的似然函数与先验模型，从而可靠地估计数据集中形态各异但相互叠加的光子通量成分。该方法在去噪解卷积光子计数的同时，将其分解为弥散辐射、点源辐射及无关背景辐射通量。该分解基于信息场理论（IFT）框架下的概率分层贝叶斯参数模型。相较于前身算法D3PO，D4PO能重建多域成分——每个成分定义于其独有的多重独立域直积空间（如位置域与能量域）。D4PO可分别重建各成分子域间的关联结构，由此推断出的关联关系（点源通量的空间关联除外）隐式定义了形态各异的源成分（点源通量按定义具有空间非相关性）。通过包含光谱与空间信息的合成真实感模拟数据集验证了算法性能：D4PO成功将光子计数图像分解为位置-能量双变量函数形式的弥散辐射、点源辐射及背景辐射，并实现了去噪解卷积；同时基于后验密度函数及各域流形特性，提供了重建场及其关联结构的不确定性估计。
关键词： 伽马射线：一般性研究，方法：数据分析，方法：统计分析，X射线：一般性研究，方法：数值计算，技术：图像处理
更新于2025-09-23 15:23:52
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投影X射线成像
摘要： 医学放射摄影与透视领域数字探测器技术的最新进展，显著提升了工作流程效率、操作灵活性、图像质量及诊断准确性。这得益于便携式平板X射线探测器设备的应用——该设备能实现医学影像的实时读取、处理与显示。因此，数字放射摄影平板探测器正快速取代投影成像检查中的计算机放射摄影被动探测器，以及动态透视检查中的影像增强器探测器。 当前先进的检查技术已涵盖数字断层合成与双能量放射摄影：前者通过快速获取多角度依赖性图像投影，在患者体内选定深度合成断层切片；后者则基于低/高X射线能量下对相同解剖结构的快速连续采集，生成独立的软组织与骨骼图像。这两种技术均能减少或消除解剖结构重叠，从而提升诊断置信度。 相较于计算机放射摄影探测器，数字放射摄影探测器具有更高的X射线吸收效率与更低的电子噪声，可在降低患者辐射剂量的同时保持同等图像质量。然而由于图像外观与辐射剂量之间缺乏关联，实际中未必总能实现剂量降低。为确保在最低合理辐射剂量下获得优质图像，需开展教育培训并实施国际电工委员会62494-1《数字放射摄影曝光指数》等标准。 美国国家辐射防护与测量委员会可通过以下方式促进医学影像的辐射责任管理：提供数字放射摄影使用指南（包括采集协议与曝光指数标准的建议）、制定放射检查诊断参考水平，以及监督重拍与废片分析工作。
关键词： X射线、辐射剂量、透视检查、美国国家辐射防护与测量委员会
更新于2025-09-23 15:23:52
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多层镜实现阿秒脉冲整形
摘要： 阿秒科学这一新兴研究领域，使得对自然界中最快动力学过程之一——物质中的电子动力学——进行时间尺度上的研究成为可能。这些动力学过程主导着化学与生物反应，而理解并控制它们的能力为揭示基础科学新奥秘打开了大门，若能借此解决医学难题，或将影响所有生命体。多层光学元件是阿秒实验的关键组件，用于定制具有明确特性的阿秒脉冲，从而深入精准地解析光电子发射、俄歇衰变或（芯层）激子等微观过程。基于过去数年的研究积累，多层反射镜如今已成为阿秒束线中常规使用的光学元件。由此，超短脉冲的产生及其色散控制技术已从可见/红外波段的飞秒量级，拓展至覆盖极紫外与软X射线光子范围（直至水窗波段）的阿秒量级。本文综述了我们团队过去数年在多层光学领域的研究工作，以及其他科研团队的相关贡献，以阐明这类元件如今在阿秒物理研究中得以常规应用的科学背景。
关键词： 阿秒、X射线、极紫外（EUV）、软X射线、多层膜、反射镜
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用2XMM源对XMM-牛顿卫星EPIC pn和MOS探测器轴上有效面积进行交叉校准
摘要： 目的：我们旨在检验XMM-牛顿卫星EPIC探测器pn与MOS仪器轴向有效面积的相对交叉定标精度。 方法：通过叠加46个明亮、高计数率、无堆积且孤立的轴向点源光谱样本，分析模型残差以表征EPIC MOS与pn仪器的互校准特性。 结果：MOS1与pn、MOS2与pn的校准结果整体高度相似。两台相机在1keV以下能区吻合度最佳——MOS相对于pn的超额量为0-2%（MOS1/pn）和0-3%（MOS2/pn）。3keV以上能区，MOS/pn比值呈现与能量无关（或仅轻微递增）的超额量，分别为7-8%（MOS1/pn）和5-8%（MOS2/pn）。此外在1-2keV区间存在"硅峰效应"——表现为2-4%（MOS1/pn）和3-5%（MOS2/pn）的能谱增强。测试表明所用方法具有稳定性和鲁棒性。 结论：本研究提供了迄今最精确的XMM-牛顿EPIC pn与MOS仪器有效面积交叉定标结果。这些发现指明了进一步研究MOS与pn差异成因的方向，并为未来EPIC相机的潜在校正与修正提供了依据。
关键词： 仪器设备：探测器 – 仪器设备：杂项 – 望远镜 – X射线：一般
更新于2025-09-23 15:23:52
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锗衬底对Bi2O3薄膜结构和光学电导参数的影响
摘要： 本文报道了沉积在非晶锗衬底上200纳米厚Bi2O3薄膜的结构、光学和介电特性。Ge和Bi2O3薄膜均在10^-5毫巴真空压强下通过热蒸发技术制备。研究发现当玻璃衬底替换为锗时，Bi2O3薄膜更倾向于形成单斜晶系结构，其微应变值、位错密度和层错增多而晶粒尺寸减小。光学性能方面，当薄膜生长在Ge衬底上时观察到明显的带隙红移现象。Ge/Bi2O3异质结呈现0.81电子伏特和1.38电子伏特的导带与价带偏移量。除红外区域附近介电常数增强外，Drude-Lorentz模型分析表明Ge衬底对Bi2O3的光学电导参数具有显著影响：采用锗衬底时漂移迁移率提升约一个数量级，自由空穴密度降低约24倍，等离子体频率范围从5.21-11.0GHz扩展至2.59-12.80GHz。该异质结的光学特性使其适用于可见光通信技术。
关键词： 锗/氧化铋，带阶，X射线，异质结，等离子体，介电常数
更新于2025-09-23 15:23:52
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脉冲X射线束中单探针切伦科夫效应去除的算法方法
摘要： 目的：在光学剂量测定系统中消除切伦科夫光是确保精确剂量测定且不损害空间分辨率的重要环节。现有文献提出了多种解决方案，各有利弊。本研究提出一种方法，通过利用脉冲时间波形从脉冲兆伏级X射线束的闪烁体光纤剂量计中去除切伦科夫光。 方法：仅将光纤暴露于射线下可测量切伦科夫光的样本波形。假设切伦科夫波形与入射辐射强度高度吻合，将该波形与瞬时闪烁响应函数进行卷积运算，生成预期闪烁信号。通过寻找这两个函数与实验数据的最小二乘拟合，可从净信号中扣除估算的切伦科夫贡献值。该方法适用于任意复杂切伦科夫波形（在数据采集2纳秒时间分辨率范围内），且结果表明波形波动越大越能获得更优的数据拟合。 结果：采用本方法测得四种不同射野尺寸和能量的射束剖面，其与电离室参考数据的平均偏差不超过4%。分析认为噪声波形是导致闪烁体与电离室结果差异的主要原因。我们提出了改进结果及优化数据采集与分析流程的方法。 结论：这些结果表明，在脉冲束光学剂量测定中，通过单探针采用预期数据与实验数据的函数拟合来消除复杂切伦科夫信号，不仅可行而且效果显著。
关键词： X射线、闪烁体、光纤剂量测定、微束放射治疗
更新于2025-09-23 15:23:52
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高质量X射线双星IGR J21343+4738的光学对应体Be壳层中的盘损失事件
摘要： 背景：当前X射线任务正不断发现新的X射线和γ射线源。通过识别它们在其他波段的对应体，可确定其本质。目标：本研究主要目标是测定INTEGRAL源IGR J21343+4738的光学对应体特性，并研究其长期光学变异性。尽管已有研究推测其为Be/X射线双星，但其物理参数所知甚少。方法：我们自2009年起对该源进行光学波段监测，呈现覆盖4000-7500?波段的BVRI光学测光与光谱观测数据。测光数据用于推导色余E(B-V)并估算距离；蓝端光谱用于确定光学伴星的光谱型；Hα线附近光谱则用于研究星周盘长期结构变化。结果：发现该光学对应体是视星等V=14.1、距离约8.5千秒差距的B1IVe型壳层星。Hα线先从以吸收为主转变为以发射为主，后又恢复为吸收特征。当盘面形成后，还观测到快速线型不对称现象。虽然巴尔末线受壳层吸收影响最显著，但我们同样在He I线中发现了壳层特征。结论：IGR J21343+4738的光学光谱变异源于Be星周围赤道盘的形成及盘内旋转的增强密度扰动发展过程。我们完整观测了星周盘的形成与消散过程。Hα与He I线显著的壳层特征以及未出现从壳层相到纯发射相的转变，表明该系统接近侧向观测视角。
关键词： X射线：双星系统，恒星：中子星，Be型星，恒星：发射线星，恒星：个体天体IGR J21343+4738
更新于2025-09-23 15:23:52
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对最短轨道周期双简并系统RX J0806.3+1527（HM Cnc）的X射线和紫外线观测
摘要： RX J0806.3+1527系统（HM Cnc）是一个脉动X射线源，其100%调制周期为321.5秒（5.4分钟）。该周期反映了一个由两颗相互作用白矮星组成的密近双星的轨道运动。我们利用Swift卫星进行了一系列同步的X射线（0.2-10 keV）和近紫外（2600 ?与1928 ?）观测。在近紫外波段，检测到RX J0806.3+1527的对应体，其流量密度与温度为(27±8)×103 K的黑体辐射一致。研究发现2600 ?处的辐射以321.5秒周期调制，其峰值较X射线提前0.28±0.02个周期，且与光学波段在±0.05个周期内重合。这一相位偏移测量证实：位于主白矮星上的X射线热点与连接两颗白矮星的方向约成80°-100°夹角。尽管显著性较低，321.5秒特征也存在于1928 ?数据中；但该波长下脉冲峰值与X射线观测结果更为吻合。我们通过限制光源光度及辐射区几何结构，探讨了RX J0806.3+1527主要模型的优势与局限。
关键词： X射线：双星系统；恒星：个体：RX J0806.3+1527（HM Cnc）；紫外线：恒星；双星系统：密近双星；白矮星
更新于2025-09-23 15:23:52
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Hinode/EIS观测的宁静热冕层热结构
摘要： 目的：先前研究通过太阳动力学天文台（SDO）搭载的大气成像仪（AIA）三个窄波段通道图像，在太阳活动区诊断出一个极热等离子体成分。该基于极紫外（EUV）成像数据的诊断结果也得到了日出号卫星搭载的极紫外成像光谱仪（EIS）所观测热钙XVII谱线发射形态的佐证。但由于视线方向上发射量分布未知，这一证据存在争议。本文利用EUV光谱数据详细研究此类活动区的热分布特征。 方法：在SDO/AIA、日出号/EIS和X射线望远镜（XRT）共同观测的活动区中，选取含极热等离子体成分的子区域与较冷对比子区域。提取两者的平均光谱，筛选14条能均匀探测5.5<log T<7温度范围的强谱线。通过马尔可夫链蒙特卡洛方法重建这些谱线的发射量分布。通过对比两个子区域、采用不同反演方法、结合图像形态以及窄/宽带成像仪测量的流量进行交叉验证。 结果：发现较冷区域呈现平坦无特征的分布且在log T≥6.3温度下降，而热区域的分布则在log T=6.6处呈现明显峰值并向两侧逐渐递减，从而支持成像仪诊断出的极热成分特性。其他交叉验证结果与此一致。 结论：本研究完善了活动区成分分析，所得结果表明活动区核心存在少量温度log T>6.6的极热等离子体成分。
关键词： 技术：成像光谱学、太阳：紫外辐射、太阳：日冕、技术：光谱学、太阳：X射线、伽马射线
更新于2025-09-23 15:23:52
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从太阳耀斑到恒星耀斑的特征
摘要： 背景：过去13年间，太阳高能质子事件与X射线耀斑的关联一直是多项研究的焦点。这些研究基于地球静止环境业务卫星（GOES）对两者的观测数据，建立了若干峰值尺寸分布函数。近期研究采用其中一个函数估算了M型矮星AD Leonis周围的恒星质子注量。然而，现有峰值尺寸分布函数的对比显示彼此存在显著差异。 目的：本文旨在推导新的峰值尺寸分布函数，以更准确地估算G型、K型和M型矮星的恒星质子通量。 方法：通过结合2009年太阳极小期SphinX数据及1975至2005年间新获取的GOES数据，我们将基于GOES的峰值尺寸分布下延至B级X射线耀斑强度，由此建立适用于太阳质子通量（E>10 MeV）的新幂律峰值尺寸分布函数。但其斜率与文献报道值存在差异，因此另构建了双幂律峰值尺寸分布函数。首次将该函数扩展至更高X射线耀斑强度（10^-1 W m^-2及以上），从而推演出G型、K型和M型矮星周围恒星质子通量的最佳与最差情景近似值。 结果：针对新峰值尺寸分布函数在G型、K型和M型矮星耀斑强度中的影响研究表明，在最差情景下，既往研究可能低估恒星质子通量达1至5个数量级。
关键词： 恒星：耀斑，太阳：粒子发射，太阳：X射线，太阳：耀斑，伽马射线
更新于2025-09-23 15:23:52