Обратного рассеяния

Анализ совокупности указанных обстоятельств и накопленный опыт практического использования ПРВТ, выявивший среди прочего такие особенности, как необходимость достижения высокого пространственного разрешения при реконструкции внутренней структуры промышленных изделий и высокий уровень отношения сигнал/шум, позволяют в большинстве случаев отдать предпочтение алгоритму обратного проецирования с фильтрацией (одномерных проекций) сверткой (ОПФС).

При этом правильный выбор структуры четного биполярного ядра одномерной свертки h (r) позволяет реализовать необходимую двумерную пространственную фильтрацию суммарной рентгенотомограммы и достичь высокой точности реконструкции при использовании простой графической операции обратного проецирования (6), «размазывающей» модифицированные значения проекций вдоль тех же направлений, в которых они были измерены.

из днскретизированных проекций необходимо произвести около N~l'2 умножений. Еще более трудоемкой может оказаться интерполяция, так как в процессе обратного проецирования каждой проекции в (11) расчет по (12) для томограммы диаметром D приходится выполнять не менее я?)2/4Д/2 раз, а общее число интерполяций Л1я?)2/4Д/2 (в типичном случае "N = = 256) превышает 20 миллионов. Нет сомнения, что такой объем вычислений должен сопровождаться метрологическим эффектом, адекватным трудоемкости цифровой обработки.

Кроме того, объединение при обратном проецировании результатов одномерной свертки каждой проекции в группы фильтрованных проекций, соответствующие одинаковому углу просвечивания пДф, и одинаковым значениям тригонометрических ..коэффициентов cos (n Д«р) и sin (n Дф), существенно сокращает трудоемкость обратного проецирования и требуемые объемы памяти.

Однако у этого достаточно универсального алгоритма, который условно можно назвать алгоритмом обратного проецирования с фильтрацией сверткой эквивалентных параллельных проекций (ОПФСЭПП), есть принципиальная особенность, затрудняющая его использование для задач, требующих осуществления реконструкции в реальном масштабе времени сбора измерительных данных. Дело в том, что первая эквивалентная линейная проекция может быть сформирована и использована для дальнейшей реконструкции только после накопления достаточного количества необходимых измерительных данных, расположенных в ее окрестности.

Алгоритм ОПФСВП разработан специально для реконструкции ЛКО по веерным проекциям (см. рис. 2, 6) с сохранением основной циклической структуры ОПФС и возможностью фильтрации и обратного проецирования характерных групп проекций сразу в темпе их измерения. Поскольку веерные проекции бывают двух видов: расходящиеся под равными углами и образованные набором лучей, пересекающих нормальную к центральному лучу прямую в эквидистантных точках, то алгоритм ОПФСВП разработан в двух соответствующих модификациях.

Завершает реконструкцию операция обратного проецирования и суммирования совокупности веерных проекций в пространстве томограммы (х, у).

— текущее угловое расстояние от центра данной веерной проекции до луча, проходящего через элемент томограммы с координатами х = тх Д/; у = = ту Д/. Причем, как и в случае параллельных проекций, координаты лучей, необходимые для проведения обратного проецирования (22), не совпадают с эквидистантными отсчетами в фильтрованных веерных проекциях: if (пф, т^, ту) — m Дг) д& 0.

Операция обратного проецирования (22)—(25) в случае ОПФСВП1 существенно сложнее, чем аналогичные процедуры в ОПФС или ОПФСЭПП, и требует для своего выполнения значительно большего числа арифметических операций, увеличения объема оперативной памяти и иной организации процесса цифровой обработки. Эти резкие отличия обусловлены присутствием весового множителя L"2 (п Дф, тх, ту) и изменением тригонометрических параметров при расчете этого множителя и \) (п Дф, тх, та) — для каждой точки реконструируемой томограммы и каждой проекции. Кроме того, удваивается общее число используемых проекций и связанное с этим время реконструкции.

трудоемкость всего алгоритма ОПФСЭПП. Для выполнения обратного проецирования веерных проекций согласно (22) необходимо каждый раз рассчитывать заново или хранить в памяти около n2N3/2 геометрических коэффициентов L"2 (п Дф, тх, ту) и •ф (я Д, тх, ту), В типичном случае (N = 256).число таких коэффициентов, рассчитываемых с применением тригонометрических функций, превышает 80 миллионов и трудоемкость их расчета в процессе проецирования определяет основные затраты на алгоритм ОПФСВП1.

Выполнение обратного проецирования проекций (6) трансформирует одномерный энергетический спектр шума каждой проекции 5Ф (К) в двумерный энергетический спектр вида 5><р (kx cos ф -{- ky sin ф) 6 (kx sin ф — — ky cos ф). Поэтому после суммирования таких энергетических спектров в пределах угла я двумерный нормированный энергетический спектр шумового поля ошибок томограммы сформируется в виде структуры с круговой симметрией вида

Образцы после имплантации ионов меди с энергией от 20 до 80 кэВ исследовали физическими методами анализа: резерфордовского обратного рассеяния (POP), рентгеноспектрального микроанализа (РМА), масс-сиектрометрии вторичных ионов (ВИМС), - обладающими высоким пространственным разрешением, чувствительностью и минимальной глубиной анализируемого слоя. Состав и распределение по глубине легирующих, примесных и имплантируемого элементов показаны на рис. 6.10. Видно, что имплантируемый элемент и сопутствующие примеси (С, N) проникают на глубины, значительно превышающие теоретические оценки, что указывает на диффузионный характер их распределения. Сравнение профилей распределения импланта- ионов Си+,

Радиационный метод основан на измерении интенсивности обратного рассеяния 3-излучения в зависимости от толщины покрытия; применим, когда атомные номера основного металла и покрытия отличаются не менее чем на 2. Относительная погрешность метода ±5 %.

ИР для объемных дефектов имеет однолепестковую округлую форму. В направлении обратного рассеяния амплитуда отраженного сигнала принимает максимальное значение, а трансформированный сигнал отсутствует. Кроме того, сигналы волн, образующихся в соответствии с третьим типом дифракции, также отсутствуют.

Отечественной промышленностью выпускаются толщиномеры покрытий, основанные на регистрации изменений интенсивности потока обратного рассеяния бета-излучения в зависимости от толщины измеряемого покрытия.

Рис. 20. Изменение потока обратного рассеяния бета-излучения /Og в зависимости от толщины покрытия h и основы h :

и от их порядковых номеров в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. Принципиальная схема метода регистрации потока обратного рассеяния бета-излучения представлена на рис. 21. Для осуществления измерения толщины покрытия необходимо соблюсти следующие условия:

Регистрация обратного рассеяния излучения производится различными счетно-регистрирующими устройствами — ионизационными камерами, гейгеровскими и сцинтилляционными счетчиками.

Действие прибора основано на явлении обратного рассеяния бета-частиц от измеряемого изделия.

Принцип действия прибора основан на зависимости интенсивности обратного рассеяния потока бета-излучения от покрытия. Прибор состоит из датчика и электронного блока. Датчик соединяется с блоком при помощи кабеля.

Принцип действия прибора основан на зависимости интенсивности обратного рассеяния потока бета-излучения от толщины покрытия.

Прибор Кишиневского государственного университета. Предложена схема прибора, работающего по методу измерения интенсивности обратного рассеяния бета-частиц.