超快射线成像与追踪：仪器、方法、数据与应用综述
仪器与探测器
2023-10-06 v3 应用物理
摘要
超快射线成像与追踪（U-RadIT）利用最先进的电离粒子与光源，对物理、化学、生物、地质、材料科学及其他领域中的亚纳秒动态过程进行实验研究。这些过程对核聚变能源、先进制造、绿色交通等至关重要，通常涉及一摩尔或更多原子，因此难以用量子物理第一性原理或其他正向模型进行计算。U-RadIT 的核心问题之一是通过高亮度 X 射线与粒子源、高效的成像与追踪探测器、新颖的数据采集方法，以及受底层物理、统计与计算能力制约的大带宽在线与离线数据处理来优化信息产出。我们回顾并重点介绍以下方面的近期进展：a.) 探测器；b.) U-RadIT 模态；c.) 数据与算法；d.) 应用。以硬件为中心的 U-RadIT 优化受探测器材料特性、低信噪比、ASIC 等关键硬件组件的高成本与长开发周期所限制。实验数据的解读（包括与正向模型的比较）常受稀疏测量、模型与测量不确定性及噪声的阻碍。作为替代，U-RadIT 正日益采用数据科学与机器学习算法，包括压缩感知的实验实现。由物理与材料信息精炼的机器学习与人工智能方法，也可能对数据解读、不确定性量化及 U-RadIT 优化作出重大贡献。
引用
@article{arxiv.2308.10643,
title = {Ultrafast Radiographic Imaging and Tracking: An overview of instruments, methods, data, and applications},
author = {Zhehui Wang and Andrew F. T. Leong and Angelo Dragone and Arianna E. Gleason and Rafael Ballabriga and Christopher Campbell and Michael Campbell and Samuel J. Clark and Cinzia Da Vià and Dana M. Dattelbaum and Marcel Demarteau and Lorenzo Fabris and Kamel Fezzaa and Eric R. Fossum and Sol M. Gruner and Todd Hufnagel and Xiaolu Ju and Ke Li and Xavier Llopart and Bratislav Lukić and Alexander Rack and Joseph Strehlow and Audrey C. Therrien and Julia Thom-Levy and Feixiang Wang and Tiqiao Xiao and Mingwei Xu and Xin Yue},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.10643},
year = {2023}
}
备注
52 pages, 32 figures; Overview of ultrafast radiographic imaging and tracking as a part of ULITIMA 2023 conference, Mar. 13-16,2023, Menlo Park, CA, USA