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通过蒙特卡洛光线追踪法推导KSTAR红外成像视频量热计（IRVB）的前向投影矩阵

DOI：10.1063/1.5036929 期刊：Review of Scientific Instruments 出版年份：2018 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 红外成像视频测辐射热计（IRVB）作为一种箔式测辐射热技术，因其电磁免疫特性和二维等离子体轮廓测量能力，可成为传统电阻式测辐射热计的替代方案。由于箔像素数与等离子体像素数的差异以及入射射线在箔上的线积分特性，IRVB的等离子体轮廓无法直接从箔图像中推导得出，因此需要采用菲利普斯-吉洪诺夫算法等断层重建技术。由等离子体构建箔图像的投影矩阵会直接影响断层重建效果，故该投影矩阵必须精确构建。针对精确计算投影矩阵的技术，本文提出前向蒙特卡洛光线追踪方法，该技术能提供箔图像的详细描述，并可提升对空间局域化功率等离子体的重建性能。
作者： Seungtae Oh，Juhyeok Jang，Byron Peterson，Wonho Choe，Suk-Ho Hong
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发一种前向蒙特卡罗光线追踪方法，用于构建红外成像视频量热计（IRVB）的精确投影矩阵，以增强等离子体剖面的重建效果，特别是针对空间局部功率分布的等离子体。

研究成果

正向蒙特卡洛光线追踪方法为IRVB提供了更精确的投影矩阵，尤其适用于空间局部功率分布的等离子体。该方法克服了前向主光线法的分段问题与后向主光线法的阴影采样区缺陷，能详细描述箔片成像特征并提升重建性能。

研究不足

前向蒙特卡洛光线追踪方法由于需要生成和计算超过27亿条光线，数据库规模接近100GB，因此对计算负载和数据处理能力要求极高。

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