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RSS2003年 15卷 第06期
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2003, 15.
摘要:
介绍一种重复频率多路同步高压脉冲产生装置。该装置利用一个高压脉冲变压器对并联的多根脉冲形成线谐振充电，每根脉冲形成线用一个磁开关作为它的脉冲形成开关，通过调整每个磁开关的伏秒数并使其一致，从而获得同步输出的多路高压脉冲，整个系统的重复频率则由调控氢闸流管来控制。该装置具有kHz重复频率、同步精度小于2ns。
介绍一种重复频率多路同步高压脉冲产生装置。该装置利用一个高压脉冲变压器对并联的多根脉冲形成线谐振充电，每根脉冲形成线用一个磁开关作为它的脉冲形成开关，通过调整每个磁开关的伏秒数并使其一致，从而获得同步输出的多路高压脉冲，整个系统的重复频率则由调控氢闸流管来控制。该装置具有kHz重复频率、同步精度小于2ns。
2003, 15.
摘要:
介绍了国家同步辐射实验室二期工程新建波动器UD-1的物理设计，给出了设计参数和主要技术要求。从储存环电子束流的要求和用户对光源的要求两方面分析了波动器磁场品质应满足的技术指标，给出UD1的磁场一次积分值应小于2×10-4T·m，二次积分值应小于2×10-4T·m 2,相位误差应小于10°。
介绍了国家同步辐射实验室二期工程新建波动器UD-1的物理设计，给出了设计参数和主要技术要求。从储存环电子束流的要求和用户对光源的要求两方面分析了波动器磁场品质应满足的技术指标，给出UD1的磁场一次积分值应小于2×10-4T·m，二次积分值应小于2×10-4T·m 2,相位误差应小于10°。
2003, 15.
摘要:
“神龙一号”强流脉冲加速器由72个直线感应加速腔和18个用于测试和真空泵接口的多功能腔组成。直线感应加速器的研制建造中磁轴对中偏差和聚焦磁场的自然偏差所引起的束流质心偏移轨道中心是不可避免的，由于束脉冲期间存在能散，使束流产生Corkscrew运动,导致束流品质变坏。而束脉冲期间的能散只能减小到一定水平，因此必需采取一定的措施抑制Corkscrew幅度的增长。在加速器的安装阶段，脉冲悬丝技术被应用于准直加速段聚焦磁场，并在磁轴准直测试的同时对磁场固有倾斜偏差进行初步校正。根据脉冲悬丝测试所得实验数据，采用传输矩阵法对加速段束质心轨迹进行了初步估计，计算中考虑了各加速腔聚焦磁场的倾斜和偏移误差。给出了计算结果和分析。
“神龙一号”强流脉冲加速器由72个直线感应加速腔和18个用于测试和真空泵接口的多功能腔组成。直线感应加速器的研制建造中磁轴对中偏差和聚焦磁场的自然偏差所引起的束流质心偏移轨道中心是不可避免的，由于束脉冲期间存在能散，使束流产生Corkscrew运动,导致束流品质变坏。而束脉冲期间的能散只能减小到一定水平，因此必需采取一定的措施抑制Corkscrew幅度的增长。在加速器的安装阶段，脉冲悬丝技术被应用于准直加速段聚焦磁场，并在磁轴准直测试的同时对磁场固有倾斜偏差进行初步校正。根据脉冲悬丝测试所得实验数据，采用传输矩阵法对加速段束质心轨迹进行了初步估计，计算中考虑了各加速腔聚焦磁场的倾斜和偏移误差。给出了计算结果和分析。
2003, 15.
摘要:
旋转镜鼓式热像仪对光场的扫描主要由镜鼓来完成，在激光束的照射下，镜鼓棱及其邻域的后向散射不可避免地给散射光引进了一个附加的多普勒频移。对平行光束经热像仪后的动态回波特性进行分析研究，提出了一种测量光束多普勒频移的方法，并建立了相应的实验系统。实验结果与理论分析是一致的，为判别热像仪的工作方式提供了一种可能的方法。
旋转镜鼓式热像仪对光场的扫描主要由镜鼓来完成，在激光束的照射下，镜鼓棱及其邻域的后向散射不可避免地给散射光引进了一个附加的多普勒频移。对平行光束经热像仪后的动态回波特性进行分析研究，提出了一种测量光束多普勒频移的方法，并建立了相应的实验系统。实验结果与理论分析是一致的，为判别热像仪的工作方式提供了一种可能的方法。
2003, 15.
摘要:
基于非线性薛定谔方程的线性化理论，发展了一种计算高功率激光非线性传输的线性算法，该算法在初始光束分布满足一定条件时对近场传输问题具有相当高的精度，计算速度比常用的分步傅里叶算法快2~3个数量级。
基于非线性薛定谔方程的线性化理论，发展了一种计算高功率激光非线性传输的线性算法，该算法在初始光束分布满足一定条件时对近场传输问题具有相当高的精度，计算速度比常用的分步傅里叶算法快2~3个数量级。
2003, 15.
摘要:
合肥国家同步辐射实验室（NSRL）正在开展储存环相干谐波自由电子激光研究，为了在较高电子束能量下进行实验、且具有较高的相干辐射强度，光学速调管从原来的对称结构改造为非对称结构。分析了相干谐波实验中各参数之间的关系，及对相干谐波辐射的影响，并给出了两种工作状态下的最佳工作参数。
合肥国家同步辐射实验室（NSRL）正在开展储存环相干谐波自由电子激光研究，为了在较高电子束能量下进行实验、且具有较高的相干辐射强度，光学速调管从原来的对称结构改造为非对称结构。分析了相干谐波实验中各参数之间的关系，及对相干谐波辐射的影响，并给出了两种工作状态下的最佳工作参数。
2003, 15.
摘要:
利用微波放电Cl2/He等离子体作为Cl源，对反应NCl(a1Δ) + I(2P3/2)→NCl(X3Σ) + I(2P1/2)进行了实验研究，得到了较大的I(2P1/2)自发辐射荧光信号，检测到NCl(a1Δ，b1Σ)自发辐射荧光光谱在存在少量I(2P1/2)下发生的显著变化，其中NCl(a1Δ)自发辐射荧光信号降低，同时由于I(2P1/2)的作用，NCl(b1Σ)自发辐射荧光信号大幅度增加。在考察各反应气体流量对I(2P1/2)自发辐射荧光信号的影响时发现，在本次实验条件下，各种气体的最佳流量：He为1～4mmol/s, I2为0.01～0.03mmol/s, Cl2为1.0mmol/s左右,而HN3流量略大于Cl2流量时信号升高幅度开始变缓，约为Cl2流量的两倍时信号不再有显著的变化。
利用微波放电Cl2/He等离子体作为Cl源，对反应NCl(a1Δ) + I(2P3/2)→NCl(X3Σ) + I(2P1/2)进行了实验研究，得到了较大的I(2P1/2)自发辐射荧光信号，检测到NCl(a1Δ，b1Σ)自发辐射荧光光谱在存在少量I(2P1/2)下发生的显著变化，其中NCl(a1Δ)自发辐射荧光信号降低，同时由于I(2P1/2)的作用，NCl(b1Σ)自发辐射荧光信号大幅度增加。在考察各反应气体流量对I(2P1/2)自发辐射荧光信号的影响时发现，在本次实验条件下，各种气体的最佳流量：He为1～4mmol/s, I2为0.01～0.03mmol/s, Cl2为1.0mmol/s左右,而HN3流量略大于Cl2流量时信号升高幅度开始变缓，约为Cl2流量的两倍时信号不再有显著的变化。
2003, 15.
摘要:
从广义惠更斯-菲涅耳衍射积分出发对厄米-余弦-高斯光束的传输特性作了研究，给出了厄米-余弦-高斯光束通过近轴ABCD光学系统的解析传输公式，以厄米-余弦-高斯光束通过自由空间和薄透镜系统为例做了数值计算和分析，结果表明厄米-余弦-高斯光束在自由空间传输时不能保持其形状不变。厄米-双曲余弦-高斯光束、余弦-高斯光束、厄米-高斯光束的传输公式可作为厄米-余弦-高斯光束的特例得出。
从广义惠更斯-菲涅耳衍射积分出发对厄米-余弦-高斯光束的传输特性作了研究，给出了厄米-余弦-高斯光束通过近轴ABCD光学系统的解析传输公式，以厄米-余弦-高斯光束通过自由空间和薄透镜系统为例做了数值计算和分析，结果表明厄米-余弦-高斯光束在自由空间传输时不能保持其形状不变。厄米-双曲余弦-高斯光束、余弦-高斯光束、厄米-高斯光束的传输公式可作为厄米-余弦-高斯光束的特例得出。
2003, 15.
摘要:
在确定光学薄膜激光损伤阈值的实验数据处理过程中，发现一些样品的数据点分布偏离直线型式。对此，用国际标准规定的零几率来确定损伤阈值的同时，对测试数据点采用了不同的非直线拟合，也得到一个零几率损伤阈值。比较两者差异，并与实验测试结果对照，发现这些样品采用非直线拟合得出的零几率损伤阈值与实际情况更接近一些。
在确定光学薄膜激光损伤阈值的实验数据处理过程中，发现一些样品的数据点分布偏离直线型式。对此，用国际标准规定的零几率来确定损伤阈值的同时，对测试数据点采用了不同的非直线拟合，也得到一个零几率损伤阈值。比较两者差异，并与实验测试结果对照，发现这些样品采用非直线拟合得出的零几率损伤阈值与实际情况更接近一些。
2003, 15.
摘要:
采用核孔过滤膜累积气溶胶粒子的方法设计了气溶胶粒子光吸收系数的测量系统。该系统由双光路组成,可以减小光路损耗和电路噪声带来的各种测量误差。同时，具有体积小、光路易于调节、可进行实时测量、定标容易等特点。用200和400nm孔径的过滤膜，分别测量了实验室内大气气溶胶粒子对不同波长激光的吸收系数。随着累积时间的增加，系统的测量精度也不断的提高，在累积时间为900s时，系统测量误差为9.849×10-6/m。
采用核孔过滤膜累积气溶胶粒子的方法设计了气溶胶粒子光吸收系数的测量系统。该系统由双光路组成,可以减小光路损耗和电路噪声带来的各种测量误差。同时，具有体积小、光路易于调节、可进行实时测量、定标容易等特点。用200和400nm孔径的过滤膜，分别测量了实验室内大气气溶胶粒子对不同波长激光的吸收系数。随着累积时间的增加，系统的测量精度也不断的提高，在累积时间为900s时，系统测量误差为9.849×10-6/m。
2003, 15.
摘要:
对BBO，LBO，KDP晶体I类非共线匹配下的光参量啁啾脉冲放大的相位匹配、参量范围、增益特性等进行了理论分析，重点对BBO和LBO的光参量啁啾脉冲放大特性进行了比较。结果表明对于以光参量啁啾脉冲放大系统代替800nm中心波长的Ti:sappire再生放大系统，用BBO晶体可获得更宽的增益带宽，而对1 053nm中心波长的种子光用LBO晶体更好。
对BBO，LBO，KDP晶体I类非共线匹配下的光参量啁啾脉冲放大的相位匹配、参量范围、增益特性等进行了理论分析，重点对BBO和LBO的光参量啁啾脉冲放大特性进行了比较。结果表明对于以光参量啁啾脉冲放大系统代替800nm中心波长的Ti:sappire再生放大系统，用BBO晶体可获得更宽的增益带宽，而对1 053nm中心波长的种子光用LBO晶体更好。
2003, 15.
摘要:
给出了描述掺钛蓝宝石激光放大器的速率方程组，通过对放大介质内反转粒子数密度和放大自发辐射的时间和空间特性的数值计算与分析，提出可通过控制泵浦光脉冲和信号光之间的时间延迟来有效地抑制放大自发辐射对放大器增益的影响。
给出了描述掺钛蓝宝石激光放大器的速率方程组，通过对放大介质内反转粒子数密度和放大自发辐射的时间和空间特性的数值计算与分析，提出可通过控制泵浦光脉冲和信号光之间的时间延迟来有效地抑制放大自发辐射对放大器增益的影响。
2003, 15.
摘要:
研究了掺镱光纤放大器对中心频率为1 053nm的啁啾脉冲放大特性，发现针对高斯或超高斯脉冲，采用合适的带宽及入射光强能够使增益饱和和失谐放大相互消弱，从而得到一个良好的放大脉冲形状。计算了掺镱光纤放大器失谐放大带来的相位调制，发现对压缩质量影响较小。
研究了掺镱光纤放大器对中心频率为1 053nm的啁啾脉冲放大特性，发现针对高斯或超高斯脉冲，采用合适的带宽及入射光强能够使增益饱和和失谐放大相互消弱，从而得到一个良好的放大脉冲形状。计算了掺镱光纤放大器失谐放大带来的相位调制，发现对压缩质量影响较小。
2003, 15.
摘要:
提出了一种大气光学折射率结构常数的数值模式。通过敏感性分析发现，对折射率结构常数有显著影响的参数是：一年中的不同日期、土壤的热容量和含水量、雪地和水面上、云量等，风速大小几乎对折射率结构常数没有什么影响。
提出了一种大气光学折射率结构常数的数值模式。通过敏感性分析发现，对折射率结构常数有显著影响的参数是：一年中的不同日期、土壤的热容量和含水量、雪地和水面上、云量等，风速大小几乎对折射率结构常数没有什么影响。
2003, 15.
摘要:
组合光纤是一种结合了小口径光纤SBS阈值低和大口径光纤损伤阈值高的特点而形成的新型光纤相位共轭器。通过建立数学模型，数值计算了组合光纤中SBS形成的过程，并对其特性参数进行了一定的理论分析。结果表明组合光纤不但可以大幅度降低SBS阈值、获得高反射率和扩大动态范围，而且通过优化其几何尺寸可以抑制Stokes波形的波动现象并显著压缩泵浦光脉冲。
组合光纤是一种结合了小口径光纤SBS阈值低和大口径光纤损伤阈值高的特点而形成的新型光纤相位共轭器。通过建立数学模型，数值计算了组合光纤中SBS形成的过程，并对其特性参数进行了一定的理论分析。结果表明组合光纤不但可以大幅度降低SBS阈值、获得高反射率和扩大动态范围，而且通过优化其几何尺寸可以抑制Stokes波形的波动现象并显著压缩泵浦光脉冲。
2003, 15.
摘要:
主要介绍了微波脉冲参数变化对集成电路器件微波易损性的影响。实验表明：集成电路器件损伤功率阈值随着微波频率的增加而增大，随着脉冲重复频率的增加而减小。随脉冲宽度的变化较为复杂，总体是随着脉冲宽度的增加损伤功率阈值逐渐降低，但存在一拐点区域（约100ns），在此区域后，脉冲宽度增加但器件损伤功率阈值变化不甚明显。器件损伤功率阈值基本呈正态分布，且方差较小，因此，器件的损伤概率近似于0~1分布。
主要介绍了微波脉冲参数变化对集成电路器件微波易损性的影响。实验表明：集成电路器件损伤功率阈值随着微波频率的增加而增大，随着脉冲重复频率的增加而减小。随脉冲宽度的变化较为复杂，总体是随着脉冲宽度的增加损伤功率阈值逐渐降低，但存在一拐点区域（约100ns），在此区域后，脉冲宽度增加但器件损伤功率阈值变化不甚明显。器件损伤功率阈值基本呈正态分布，且方差较小，因此，器件的损伤概率近似于0~1分布。
2003, 15.
摘要:
利用全电磁网格粒子方法模拟了外加磁场对等离子体断路开关（POS）断路性能的影响，给出了电压倍增系数与外加磁场的关系曲线。数值模拟表明，外加轴向磁场线圈必须放在同轴型POS阴极的同侧才能显著改善开关的断路性能；当外加角向磁场时，内电极为阴、阳极的同轴型POS的断路性能都得到了不同程度的改善。随着外加磁场的增大，电压倍增系数将达到饱和。
利用全电磁网格粒子方法模拟了外加磁场对等离子体断路开关（POS）断路性能的影响，给出了电压倍增系数与外加磁场的关系曲线。数值模拟表明，外加轴向磁场线圈必须放在同轴型POS阴极的同侧才能显著改善开关的断路性能；当外加角向磁场时，内电极为阴、阳极的同轴型POS的断路性能都得到了不同程度的改善。随着外加磁场的增大，电压倍增系数将达到饱和。
2003, 15.
摘要:
基于BG，TL，MTLL，MTLE和TCS 5种模型，研究了雷电回击通道高度、回击速度和大地电容率对雷电回击电磁场的影响。计算中5种模型采用相同的通道基电流波形，通过计算总结了几种参数对回击电磁场的影响。
基于BG，TL，MTLL，MTLE和TCS 5种模型，研究了雷电回击通道高度、回击速度和大地电容率对雷电回击电磁场的影响。计算中5种模型采用相同的通道基电流波形，通过计算总结了几种参数对回击电磁场的影响。
2003, 15.
摘要:
对有限厚环形等离子体层填充的波纹慢波结构中电磁波色散特性进行了分析。研究结果表明，对于ω＞ωp的高频TM0n模，模式色散曲线随等离子体密度的增加而上移；ω≤ωp的低频等离子体模为一系列呈周期变化的密度谱，部分模式能与电子注发生较强的同步互作用。等离子体模的时间增长率随等离子体密度的增加快速增加，而TM0n模则快速减小或缓慢增加，因此在较高的等离子体密度下，高频模式可能被抑制。
对有限厚环形等离子体层填充的波纹慢波结构中电磁波色散特性进行了分析。研究结果表明，对于ω＞ωp的高频TM0n模，模式色散曲线随等离子体密度的增加而上移；ω≤ωp的低频等离子体模为一系列呈周期变化的密度谱，部分模式能与电子注发生较强的同步互作用。等离子体模的时间增长率随等离子体密度的增加快速增加，而TM0n模则快速减小或缓慢增加，因此在较高的等离子体密度下，高频模式可能被抑制。
2003, 15.
摘要:
静电放电火花产生的电磁脉冲会对电子系统的正常工作造成严重的干扰，甚至造成系统的损伤。利用时域有限差分法建立了静电放电火花产生的电磁场的数值模型，模型中充分考虑了放电电极上的静电荷对电场的影响。把由此模型放电计算的电磁场值与由此解析方法得到的场值进行了比较，结果吻合良好。由此可以用此模型来研究静电放电火花产生的电磁场与电子系统的能量耦合问题。
静电放电火花产生的电磁脉冲会对电子系统的正常工作造成严重的干扰，甚至造成系统的损伤。利用时域有限差分法建立了静电放电火花产生的电磁场的数值模型，模型中充分考虑了放电电极上的静电荷对电场的影响。把由此模型放电计算的电磁场值与由此解析方法得到的场值进行了比较，结果吻合良好。由此可以用此模型来研究静电放电火花产生的电磁场与电子系统的能量耦合问题。
2003, 15.
摘要:
在微波腔中微波场影响电子的运动，同时电子束作为电流源也产生辐射，影响微波场，这种相互作用包含线性和非线性过程。根据Maxwell理论，微波腔中的实际微波场可以按微波腔的模式展开，而且不同模式与电子束之间的相互作用不同。将电子束作为激励源，根据Maxwell方程和电子受到的洛伦兹力，建立不同模式在电子束作用下的激励方程和电子束电子在不同模式作用下的运动方程（即微波谐振腔中电子束与微波场相互作用的自洽方程组），并由此进一步分析一维情况下单间隙微波腔中微波建场、辐射场呈指数增长和饱和等非稳态作用过程，该过程涉及到电子束与微波作用的线性和非线性过程。
在微波腔中微波场影响电子的运动，同时电子束作为电流源也产生辐射，影响微波场，这种相互作用包含线性和非线性过程。根据Maxwell理论，微波腔中的实际微波场可以按微波腔的模式展开，而且不同模式与电子束之间的相互作用不同。将电子束作为激励源，根据Maxwell方程和电子受到的洛伦兹力，建立不同模式在电子束作用下的激励方程和电子束电子在不同模式作用下的运动方程（即微波谐振腔中电子束与微波场相互作用的自洽方程组），并由此进一步分析一维情况下单间隙微波腔中微波建场、辐射场呈指数增长和饱和等非稳态作用过程，该过程涉及到电子束与微波作用的线性和非线性过程。
2003, 15.
摘要:
采用二维半全电磁PIC程序对轴向提取反馈式虚阴极振荡器中束流质量影响进行了模拟研究。结果表明：上凸前沿可使虚阴极振荡器达到饱和振荡的时间缩短，束脉冲前沿对微波饱和功率基本无影响；束流脉宽应大于16ns；当能散度为5%时，束波转换效率从单能束时的3.8%降至1.5%；束流质量（除能散度外）对微波频率基本上没有影响。
采用二维半全电磁PIC程序对轴向提取反馈式虚阴极振荡器中束流质量影响进行了模拟研究。结果表明：上凸前沿可使虚阴极振荡器达到饱和振荡的时间缩短，束脉冲前沿对微波饱和功率基本无影响；束流脉宽应大于16ns；当能散度为5%时，束波转换效率从单能束时的3.8%降至1.5%；束流质量（除能散度外）对微波频率基本上没有影响。
2003, 15.
摘要:
利用“神光-Ⅱ”的3路基频光输出及小透镜列阵束匀滑技术，通过优化设计和合理地选择光路组合，实现了多路叠加斜入射的驱动激光, 在靶材料中产生一个650~750μm范围内平面性良好的冲击波，有效地提高了“神光-Ⅱ”输出光束的利用率。同时，利用斜面靶进行的冲击稳定性实验表明，在靶面功率密度分别为3.26×1014及2.56×1014W/cm2时，冲击波至少在28.38~55.82和22.13~35.07μm的Al样品厚度内是稳定传播的。
利用“神光-Ⅱ”的3路基频光输出及小透镜列阵束匀滑技术，通过优化设计和合理地选择光路组合，实现了多路叠加斜入射的驱动激光, 在靶材料中产生一个650~750μm范围内平面性良好的冲击波，有效地提高了“神光-Ⅱ”输出光束的利用率。同时，利用斜面靶进行的冲击稳定性实验表明，在靶面功率密度分别为3.26×1014及2.56×1014W/cm2时，冲击波至少在28.38~55.82和22.13~35.07μm的Al样品厚度内是稳定传播的。
2003, 15.
摘要:
报道了在3TW飞秒激光器上完成的激光等离子体相互作用过程中产生的超热电子的能谱测量结果。能谱测量显示：在较低的能段，超热电子能谱先是呈现一个局部的平台，然后迅速衰减，呈现非类麦克斯韦分布，这是由于几种加热机制共同作用，其中占主导地位的是反射激光对电子的加速；在较高的能段，超热电子能谱呈类麦克斯韦分布，拟合的温度远远高于已知的温度定标律给出的温度，其原因在于超热电子分布的高能尾部本身的抬高和激光的自聚焦及成道。
报道了在3TW飞秒激光器上完成的激光等离子体相互作用过程中产生的超热电子的能谱测量结果。能谱测量显示：在较低的能段，超热电子能谱先是呈现一个局部的平台，然后迅速衰减，呈现非类麦克斯韦分布，这是由于几种加热机制共同作用，其中占主导地位的是反射激光对电子的加速；在较高的能段，超热电子能谱呈类麦克斯韦分布，拟合的温度远远高于已知的温度定标律给出的温度，其原因在于超热电子分布的高能尾部本身的抬高和激光的自聚焦及成道。
2003, 15.
摘要:
利用靶丸内部的质量守恒，提出了计算惯性约束聚变靶丸内液氢层厚度的函数关系式，从而得到了求解惯性约束聚变靶丸内液氢层厚度的一般模型，并在此基础上对影响液氢层厚度的各类因素如温度、充气密度等进行了讨论。该模型的分析方法同样适用于惯性约束聚变中的燃料气体氘、氚或者氘氚混合物。
利用靶丸内部的质量守恒，提出了计算惯性约束聚变靶丸内液氢层厚度的函数关系式，从而得到了求解惯性约束聚变靶丸内液氢层厚度的一般模型，并在此基础上对影响液氢层厚度的各类因素如温度、充气密度等进行了讨论。该模型的分析方法同样适用于惯性约束聚变中的燃料气体氘、氚或者氘氚混合物。
