Email alert
RSS最新录用
显示方式:
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202234.220180
摘要:
对三种常用结构的270°偏转磁铁进行系统的分析研究，采用数值计算和模拟方法对双磁铁不对称偏转结构、三块90°磁铁偏转结构和70°+130°+70°偏转结构这三种不同的270°偏转磁铁系统进行模拟，给出偏转系统的消色散传输条件，并且分析了束流包络在偏转系统和出口管道中的变化情况。经过分析对比，详细列出了三种结构的优势与劣势。双磁铁不对称结构适用于医用加速器，三块90°磁铁偏转结构适用于需要在出口长距离漂移的辐照加速器，而70°+130°+70°偏转结构可以满足出口一定距离的无损漂移，同时实现相对较低的成本，是工业辐照加速器较为经济适宜的选择。
对三种常用结构的270°偏转磁铁进行系统的分析研究，采用数值计算和模拟方法对双磁铁不对称偏转结构、三块90°磁铁偏转结构和70°+130°+70°偏转结构这三种不同的270°偏转磁铁系统进行模拟，给出偏转系统的消色散传输条件，并且分析了束流包络在偏转系统和出口管道中的变化情况。经过分析对比，详细列出了三种结构的优势与劣势。双磁铁不对称结构适用于医用加速器，三块90°磁铁偏转结构适用于需要在出口长距离漂移的辐照加速器，而70°+130°+70°偏转结构可以满足出口一定距离的无损漂移，同时实现相对较低的成本，是工业辐照加速器较为经济适宜的选择。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202234.220185
摘要:
回击通道的光学观测对于研究回击发展过程和物理机制、完善工程回击模型都具有重要的意义。采用雷电发展过程高速光学观测系统（LiPOS）测量了人工引雷中距离通道底部21 m至309 m的一组通道发光波形，基于系统辨识的输出误差（OE）模型建立了回击向上传播过程光辐射脉冲间的传递函数，获得了1 kHz～1 MHz频段内群速度和相速度曲线。时域分析表明，通道辐射光脉冲波形前沿上升时间由靠近底部的1.1 μs变化为309 m高度处的1.84 μs，色散特性是其变化的重要原因。频域分析表明，OE模型能够有效抑制测量噪声的影响、获得清晰的分析曲线，100 kHz以下低频段内群速度呈显著的非单调变化，500 kHz以上区域群速度稳定在58%光速左右。将分析结果与相关文献的研究进行了对比和讨论。研究结果对于定量评价回击电流传播色散特性具有重要参考价值。
回击通道的光学观测对于研究回击发展过程和物理机制、完善工程回击模型都具有重要的意义。采用雷电发展过程高速光学观测系统（LiPOS）测量了人工引雷中距离通道底部21 m至309 m的一组通道发光波形，基于系统辨识的输出误差（OE）模型建立了回击向上传播过程光辐射脉冲间的传递函数，获得了1 kHz～1 MHz频段内群速度和相速度曲线。时域分析表明，通道辐射光脉冲波形前沿上升时间由靠近底部的1.1 μs变化为309 m高度处的1.84 μs，色散特性是其变化的重要原因。频域分析表明，OE模型能够有效抑制测量噪声的影响、获得清晰的分析曲线，100 kHz以下低频段内群速度呈显著的非单调变化，500 kHz以上区域群速度稳定在58%光速左右。将分析结果与相关文献的研究进行了对比和讨论。研究结果对于定量评价回击电流传播色散特性具有重要参考价值。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202234.220098
摘要:
基于射频负离子源的中性束注入系统是高功率长脉冲（稳态）运行中性束注入系统的最佳选择。负离子源是中性束注入系统的核心部件，需要实现稳定的负离子束引出和加速。在负离子源的运行过程中引出负离子电流会发生变化，尤其在长脉冲、高能量运行条件下会更加明显，因此无法满足稳定运行的要求。为了实现引出束流的稳定引出，开展了束流反馈控制研究，研发了一套基于射频功率调节的束流反馈控制系统，并将束流反馈控制系统应用在射频负离子源测试平台，开展了束流反馈控制测试。测试结果表明束流反馈控制系统能够实现对束流的实时反馈调节以获得束流的稳定引出，验证了基于射频功率调节的束流反馈控制的可行性，为高功率射频负离子源的研制提供支持。
基于射频负离子源的中性束注入系统是高功率长脉冲（稳态）运行中性束注入系统的最佳选择。负离子源是中性束注入系统的核心部件，需要实现稳定的负离子束引出和加速。在负离子源的运行过程中引出负离子电流会发生变化，尤其在长脉冲、高能量运行条件下会更加明显，因此无法满足稳定运行的要求。为了实现引出束流的稳定引出，开展了束流反馈控制研究，研发了一套基于射频功率调节的束流反馈控制系统，并将束流反馈控制系统应用在射频负离子源测试平台，开展了束流反馈控制测试。测试结果表明束流反馈控制系统能够实现对束流的实时反馈调节以获得束流的稳定引出，验证了基于射频功率调节的束流反馈控制的可行性，为高功率射频负离子源的研制提供支持。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202234.210488
摘要:
高能MeV闪光照相所针对的客体通常具有极高的面密度。当X射线穿过客体时，直穿X射线的强度将被极大衰减，到达成像面的直穿信号可能被散射“噪声”所淹没，若直接对图像进行反演将严重影响照相重建精度。从散射抑制角度出发，目前主要采用网柵相机即阵列型准直孔阻挡散射，但网栅相机的应用效果受光源位置稳定性影响较大，且网栅不易加工。本文提出了一种可实时定量散射强度的照相方案，该方案利用狭缝准直器对散射的抑制能力不随散射强度变化而改变这一特点，对现有照相布局进行小改进，利用已知客体实验结果标定狭缝准直器对散射的抑制能力，进一步自洽确定待测客体的散射量大小。基于蒙卡方法的仿真照相实验结果表明，当采用低面密度客体标定参数时，高面密度客体散射强度的估计值与模拟真实值偏差可小于2%。
高能MeV闪光照相所针对的客体通常具有极高的面密度。当X射线穿过客体时，直穿X射线的强度将被极大衰减，到达成像面的直穿信号可能被散射“噪声”所淹没，若直接对图像进行反演将严重影响照相重建精度。从散射抑制角度出发，目前主要采用网柵相机即阵列型准直孔阻挡散射，但网栅相机的应用效果受光源位置稳定性影响较大，且网栅不易加工。本文提出了一种可实时定量散射强度的照相方案，该方案利用狭缝准直器对散射的抑制能力不随散射强度变化而改变这一特点，对现有照相布局进行小改进，利用已知客体实验结果标定狭缝准直器对散射的抑制能力，进一步自洽确定待测客体的散射量大小。基于蒙卡方法的仿真照相实验结果表明，当采用低面密度客体标定参数时，高面密度客体散射强度的估计值与模拟真实值偏差可小于2%。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202234.22
摘要:
随着半导体制造工艺的进步以及半导体激光器应用领域的拓展，目前半导体激光器对大功率，小型化驱动电源的需求越来越迫切，推动着驱动电源朝着更高功率密度、模块化的方向发展。基于BUCK电路设计了一款全砖激光驱动电源模块，电源模块整机尺寸为116.8 mm×61 mm×12.7 mm，最大输出电流12 A，最大自适应输出电压为50 V，电流纹波峰峰值小于35 mA，电流稳定度达到了0.067%。同时驱动电源模块设计有过流保护电路，保证了激光器负载可靠安全工作，目前也已在某项目中成功应用。
随着半导体制造工艺的进步以及半导体激光器应用领域的拓展，目前半导体激光器对大功率，小型化驱动电源的需求越来越迫切，推动着驱动电源朝着更高功率密度、模块化的方向发展。基于BUCK电路设计了一款全砖激光驱动电源模块，电源模块整机尺寸为116.8 mm×61 mm×12.7 mm，最大输出电流12 A，最大自适应输出电压为50 V，电流纹波峰峰值小于35 mA，电流稳定度达到了0.067%。同时驱动电源模块设计有过流保护电路，保证了激光器负载可靠安全工作，目前也已在某项目中成功应用。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202234.220100
摘要:
针对现有的放射性物质探测手段有效距离近和效率较低等局限性，考虑到高功率微波（HPM）良好的空间辐射特性，研究放射性物质对微波大气击穿特性的影响，以实现利用HPM远距离探测放射性物质的设想。阐释了微波脉冲等离子体击穿原理和自由电子对击穿特性影响，分析了放射性物质137Cs射线产生自由电子的过程，在此基础上分析了HPM大气击穿时间和击穿阈值。基于HPM大气击穿等离子体实验装置，分别在6000 Pa、7000 Pa和8000 Pa的低气压环境对有、无放射源存在情形开展多次HPM辐照实验。实验结果表明：放射源的存在降低了约10%的HPM大气击穿阈值，缩短约50%的击穿时间。
针对现有的放射性物质探测手段有效距离近和效率较低等局限性，考虑到高功率微波（HPM）良好的空间辐射特性，研究放射性物质对微波大气击穿特性的影响，以实现利用HPM远距离探测放射性物质的设想。阐释了微波脉冲等离子体击穿原理和自由电子对击穿特性影响，分析了放射性物质137Cs射线产生自由电子的过程，在此基础上分析了HPM大气击穿时间和击穿阈值。基于HPM大气击穿等离子体实验装置，分别在6000 Pa、7000 Pa和8000 Pa的低气压环境对有、无放射源存在情形开展多次HPM辐照实验。实验结果表明：放射源的存在降低了约10%的HPM大气击穿阈值，缩短约50%的击穿时间。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202234.210105
摘要:
提出了一种弱耦合领结型椭圆芯应力保偏少模光纤(PM-FMF)，通过使用高折射率纤芯，所提出的光纤可在1505～1585 nm波段下，支持32个独立的本征模式。椭圆纤芯和领结型应力区的引入，有效地分离了相邻的本征模式。采用有限元法对领结型椭圆芯应力PM-FMF的纤芯及领结型应力区的结构参数进行优化。评估了光纤参数对模式数量、模式间的最小有效折射率差、模态双折射、应力双折射以及弯曲损耗的影响。此外还分析了该光纤的带宽性能，包括模式间的有效折射率、有效折射率差、差分模式时延(DMD)。经数据分析，在1505～1585nm波段下，该光纤支持的32个本征模式是完全分离的，相邻模式之间的最小有效折射率差大于1.295×10−4。所提出的弱耦合保偏少模光纤能够提高传输容量，在本征模式复用传输中具有潜在的应用前景。
提出了一种弱耦合领结型椭圆芯应力保偏少模光纤(PM-FMF)，通过使用高折射率纤芯，所提出的光纤可在1505～1585 nm波段下，支持32个独立的本征模式。椭圆纤芯和领结型应力区的引入，有效地分离了相邻的本征模式。采用有限元法对领结型椭圆芯应力PM-FMF的纤芯及领结型应力区的结构参数进行优化。评估了光纤参数对模式数量、模式间的最小有效折射率差、模态双折射、应力双折射以及弯曲损耗的影响。此外还分析了该光纤的带宽性能，包括模式间的有效折射率、有效折射率差、差分模式时延(DMD)。经数据分析，在1505～1585nm波段下，该光纤支持的32个本征模式是完全分离的，相邻模式之间的最小有效折射率差大于1.295×10−4。所提出的弱耦合保偏少模光纤能够提高传输容量，在本征模式复用传输中具有潜在的应用前景。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202234.210159
摘要:
针对相移结构光中相位计算环节，提出了一种基于一维查找表的相位实时解码算法。首先根据相位计算公式中的反正切函数性质，得到四个象限之间的相位转化关系。基于得到的转换关系，使用线性函数将第一象限中的所有坐标点映射至某个离散整数区间中，结合该区间与线性函数提前建立相位的一维查找表。在相位计算过程中，首先利用相关信息计算一维查找表的索引，直接获取相位值，然后利用线性插值法与相位转换关系调整该相位值，得到最终的真实相位。通过实验验证了所提算法的有效性，与使用传统相位计算方法相比，本文提出的方法最快可提升3.97倍，使用线性插值后，相位精度可达\begin{document}${10^{ - 8}}$\end{document} ![]()
![]()
针对相移结构光中相位计算环节，提出了一种基于一维查找表的相位实时解码算法。首先根据相位计算公式中的反正切函数性质，得到四个象限之间的相位转化关系。基于得到的转换关系，使用线性函数将第一象限中的所有坐标点映射至某个离散整数区间中，结合该区间与线性函数提前建立相位的一维查找表。在相位计算过程中，首先利用相关信息计算一维查找表的索引，直接获取相位值，然后利用线性插值法与相位转换关系调整该相位值，得到最终的真实相位。通过实验验证了所提算法的有效性，与使用传统相位计算方法相比，本文提出的方法最快可提升3.97倍，使用线性插值后，相位精度可达
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202233.220023
摘要:
精密光学元件表面疵病的人工检测分类方法效率低，且准确率易受疲劳等人工因素影响，而基于传统机器学习方法的分类准确率有待进一步提高。提出了一种基于深度学习卷积神经网络的光学大尺寸元件表面疵病识别方法。首先，通过现场实验采集并整理了大尺寸镜面疵病样本；接着基于单通道灰度图像构建融合梯度的三通道图像，挖掘更深入的特征表达；最后基于经典的LeNet网络，提出了面向激光惯性约束聚变(ICF)的光学元件表面疵病识别网络ICFNet，该网络不需要复杂的手工特征设计和提取，仅使用原始灰度图像就实现高效的疵病识别。实验结果表明，针对包含麻点、划痕和灰尘的三类疵病数据，ICFNet相较于使用多项特征和支持向量机的传统方法拥有较好的分类准确率。
精密光学元件表面疵病的人工检测分类方法效率低，且准确率易受疲劳等人工因素影响，而基于传统机器学习方法的分类准确率有待进一步提高。提出了一种基于深度学习卷积神经网络的光学大尺寸元件表面疵病识别方法。首先，通过现场实验采集并整理了大尺寸镜面疵病样本；接着基于单通道灰度图像构建融合梯度的三通道图像，挖掘更深入的特征表达；最后基于经典的LeNet网络，提出了面向激光惯性约束聚变(ICF)的光学元件表面疵病识别网络ICFNet，该网络不需要复杂的手工特征设计和提取，仅使用原始灰度图像就实现高效的疵病识别。实验结果表明，针对包含麻点、划痕和灰尘的三类疵病数据，ICFNet相较于使用多项特征和支持向量机的传统方法拥有较好的分类准确率。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202234.220145
摘要:
随着激光技术的飞快发展，激光强度不断提高，超强外场下真空中正负电子对产生的过程，即能量向质量转化过程，已经成为一个研究热点。主要综述了近几年量子Vlasov方程方法和计算量子场论(数值求解Dirac方程)方法在研究强场下真空中正负电子对产生方面的进展，介绍了分空间均匀场和空间不均匀场下的粒子对产生的两种情况。第一种情况主要介绍双脉冲结构振荡电场中电子-正电子对的产生、强双频振荡电场中非微扰电子-正电子对的产生、频率调制的激光场中电子-正电子对的产生和Dirac真空对啁啾外场的快速分辨。第二种情况主要介绍优化空间局域电场提高粒子对的产生率、多个势阱-垒结构的振荡场对粒子对产生的增强、振荡 Sauter 电势中正负电子对产生问题、操纵Dirac真空以控制其在场诱导下的衰变、作为信息传输介质的Dirac真空与正负电子对产生中的相干和非相干啁啾机制的转变。
随着激光技术的飞快发展，激光强度不断提高，超强外场下真空中正负电子对产生的过程，即能量向质量转化过程，已经成为一个研究热点。主要综述了近几年量子Vlasov方程方法和计算量子场论(数值求解Dirac方程)方法在研究强场下真空中正负电子对产生方面的进展，介绍了分空间均匀场和空间不均匀场下的粒子对产生的两种情况。第一种情况主要介绍双脉冲结构振荡电场中电子-正电子对的产生、强双频振荡电场中非微扰电子-正电子对的产生、频率调制的激光场中电子-正电子对的产生和Dirac真空对啁啾外场的快速分辨。第二种情况主要介绍优化空间局域电场提高粒子对的产生率、多个势阱-垒结构的振荡场对粒子对产生的增强、振荡 Sauter 电势中正负电子对产生问题、操纵Dirac真空以控制其在场诱导下的衰变、作为信息传输介质的Dirac真空与正负电子对产生中的相干和非相干啁啾机制的转变。
, 最新更新时间 , doi: 10.11884/HPLPB202234.220447
摘要:
在高能同步辐射光源中，为了提高磁铁的准直精度，采用磁中心代替机械中心进行磁铁标定，通过振动线或旋转线等技术获得磁铁的磁中心位置，以及通过电容式位移传感器测量得到丝线的位置，从而实现磁中心与准直靶标的关联。为了实现丝线位置的高精度测量，必须对电容传感器进行精确标定，因此介绍了一种电容式位移传感器，并对其标定方法进行了研究，提出了网格化的数据采集方式以及高阶多项式拟合的数据处理方法，搭建了传感器标定平台并开发了相应的标定控制程序，实现了对传感器的自动控制、数据采集和高精度标定过程。经过分析与对比，标定后的电容传感器达到μm级的位移测量精度，为磁铁的高精度准直提供了基础。
在高能同步辐射光源中，为了提高磁铁的准直精度，采用磁中心代替机械中心进行磁铁标定，通过振动线或旋转线等技术获得磁铁的磁中心位置，以及通过电容式位移传感器测量得到丝线的位置，从而实现磁中心与准直靶标的关联。为了实现丝线位置的高精度测量，必须对电容传感器进行精确标定，因此介绍了一种电容式位移传感器，并对其标定方法进行了研究，提出了网格化的数据采集方式以及高阶多项式拟合的数据处理方法，搭建了传感器标定平台并开发了相应的标定控制程序，实现了对传感器的自动控制、数据采集和高精度标定过程。经过分析与对比，标定后的电容传感器达到μm级的位移测量精度，为磁铁的高精度准直提供了基础。
