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RSS2005年 17卷 第01期
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2005, 17.
摘要:
用原子物理方法中Grasp-92实用程序, 计算了原子系统的能谱和辐射系数。根据局部热动平衡理论，结合惯性约束聚变 “058发充Ar+D2靶丸实验”的光谱数据, 估算得到靶丸内等离子体的温度和密度分别为804.7 eV和8.39×1023 cm-3 。
用原子物理方法中Grasp-92实用程序, 计算了原子系统的能谱和辐射系数。根据局部热动平衡理论，结合惯性约束聚变 “058发充Ar+D2靶丸实验”的光谱数据, 估算得到靶丸内等离子体的温度和密度分别为804.7 eV和8.39×1023 cm-3 。
2005, 17.
摘要:
为了增大光束的填充因子及提高放大器的能量转换效率，设计了一种新型的空间4程放大器，该放大器包括四组由凹面镜组成的空间滤波器，它们构成一个全像传递系统。由于有实焦点，放大器置于真空系统中。放大前，入射的高斯光束首先通过一个软边光阑和一个空间滤波器，被整形为高阶超高斯光束，然后在放大器中进行放大和像传递。钛宝石晶体置于各空间滤波器的像面和物面上。实验表明，该放大器结构稳定，可以保持良好的光束质量，远场焦斑达到近一倍衍射极限。
为了增大光束的填充因子及提高放大器的能量转换效率，设计了一种新型的空间4程放大器，该放大器包括四组由凹面镜组成的空间滤波器，它们构成一个全像传递系统。由于有实焦点，放大器置于真空系统中。放大前，入射的高斯光束首先通过一个软边光阑和一个空间滤波器，被整形为高阶超高斯光束，然后在放大器中进行放大和像传递。钛宝石晶体置于各空间滤波器的像面和物面上。实验表明，该放大器结构稳定，可以保持良好的光束质量，远场焦斑达到近一倍衍射极限。
2005, 17.
摘要:
在激光能量130 mJ（靶面），脉宽60 fs，波长800 nm，对比度1∶10-6，激光与靶法线成45°夹角，P偏振，靶面激光峰值功率密度约为7.0×1017 W·cm-2，无预脉冲的条件下，采用电子谱仪与经γ标准源标定的LiF热释光探测器（TLD）相配合，测量了飞秒激光-薄膜靶相互作用中产生的超热电子能谱。根据所测的能谱，推算出超热电子的产额和激光能量转化为超热电子能量的效率，在靶法线方向分别为1.19×1010/sr和4.55%/sr，在激光反射方向分别为1.83×109/sr和0.76%/sr。结果显示，不同方向的超热电子产额和激光转化效率有所不同，原因在于激光-等离子体相互作用产生的超热电子构成各向异性的分布。
在激光能量130 mJ（靶面），脉宽60 fs，波长800 nm，对比度1∶10-6，激光与靶法线成45°夹角，P偏振，靶面激光峰值功率密度约为7.0×1017 W·cm-2，无预脉冲的条件下，采用电子谱仪与经γ标准源标定的LiF热释光探测器（TLD）相配合，测量了飞秒激光-薄膜靶相互作用中产生的超热电子能谱。根据所测的能谱，推算出超热电子的产额和激光能量转化为超热电子能量的效率，在靶法线方向分别为1.19×1010/sr和4.55%/sr，在激光反射方向分别为1.83×109/sr和0.76%/sr。结果显示，不同方向的超热电子产额和激光转化效率有所不同，原因在于激光-等离子体相互作用产生的超热电子构成各向异性的分布。
2005, 17.
摘要:
用3维粒子模拟程序LARED-P研究了束-等离子体不稳定性, 不稳定性激发的强电磁场使电子束在非常短的距离内沉积能量。对于10 MeV的单能电子束，束电子数目占总电子数目5％的情况下，最终约损失14％的束能量。推导了等离子体的色散关系，得出了增长率。
用3维粒子模拟程序LARED-P研究了束-等离子体不稳定性, 不稳定性激发的强电磁场使电子束在非常短的距离内沉积能量。对于10 MeV的单能电子束，束电子数目占总电子数目5％的情况下，最终约损失14％的束能量。推导了等离子体的色散关系，得出了增长率。
2005, 17.
摘要:
用2.5维粒子模拟程序模拟了超强激光与等离子体的相互作用过程，发现超强激光可以通过J×B加热机制加速电子并引起电荷分离，从而产生很强的静电场并形成电场势阱，电子在静电场势阱中振荡，被多次加速，使得高速电子被甩出势阱，进而增强电荷分离，然后静电场结构被破坏，静电势能传给电子。在此过程中，电子在此阱中作局域振荡，并且被J×B机制多次加速，激光的能量会有效地传给电子，使电子能量高达10MeV。这是一种新的电子加热机制，称之为局域振荡电子加热机制。
用2.5维粒子模拟程序模拟了超强激光与等离子体的相互作用过程，发现超强激光可以通过J×B加热机制加速电子并引起电荷分离，从而产生很强的静电场并形成电场势阱，电子在静电场势阱中振荡，被多次加速，使得高速电子被甩出势阱，进而增强电荷分离，然后静电场结构被破坏，静电势能传给电子。在此过程中，电子在此阱中作局域振荡，并且被J×B机制多次加速，激光的能量会有效地传给电子，使电子能量高达10MeV。这是一种新的电子加热机制，称之为局域振荡电子加热机制。
2005, 17.
摘要:
采用瞬态受激旋转拉曼散射（SRRS）模型，详细考虑了激光脉冲的位相变化、时间波形、泵浦光的衰减、斯托克斯光的非线性放大以及初始的随机斯托克斯散射场等诸多因素，研究了空间位相畸变对空气中长程传输过程中产生的SRRS效应的影响。研究结果表明：位相畸变对阈值条件和时间特性影响较小，而对光束质量影响较为明显；随着位相畸变的增大，光束的能量分布变得极不均匀，光束的光强对比度也明显变大，从而使激光光束质量变差，而且当传输距离达到阈值条件后，随着传输距离的增加，光束质量将进一步变差。
采用瞬态受激旋转拉曼散射（SRRS）模型，详细考虑了激光脉冲的位相变化、时间波形、泵浦光的衰减、斯托克斯光的非线性放大以及初始的随机斯托克斯散射场等诸多因素，研究了空间位相畸变对空气中长程传输过程中产生的SRRS效应的影响。研究结果表明：位相畸变对阈值条件和时间特性影响较小，而对光束质量影响较为明显；随着位相畸变的增大，光束的能量分布变得极不均匀，光束的光强对比度也明显变大，从而使激光光束质量变差，而且当传输距离达到阈值条件后，随着传输距离的增加，光束质量将进一步变差。
2005, 17.
摘要:
亚表面缺陷是造成固体激光器光学器件损伤阈值过低的重要原因，而表面划痕是缺陷中重要的一种。使用时域有限差分方法（FDTD）模拟了熔石英表面圆柱形、三角形划痕对激光电磁场的调制作用，绘出了2维电磁场强度分布图，计算出划痕尺寸不同时电磁场的最大强度。数值计算结果表明，尺寸为二倍波长的划痕可以获得最大的电磁场强度，此时容易导致自聚焦；亚波长级和足够大尺寸的划痕作用基本可以忽略。一定尺寸的划痕，深度越大，最大场强也越大，但当划痕过深时最大场强反而会降低。
亚表面缺陷是造成固体激光器光学器件损伤阈值过低的重要原因，而表面划痕是缺陷中重要的一种。使用时域有限差分方法（FDTD）模拟了熔石英表面圆柱形、三角形划痕对激光电磁场的调制作用，绘出了2维电磁场强度分布图，计算出划痕尺寸不同时电磁场的最大强度。数值计算结果表明，尺寸为二倍波长的划痕可以获得最大的电磁场强度，此时容易导致自聚焦；亚波长级和足够大尺寸的划痕作用基本可以忽略。一定尺寸的划痕，深度越大，最大场强也越大，但当划痕过深时最大场强反而会降低。
2005, 17.
摘要:
根据BaF2晶体闪烁光快、慢成分波段的不同，设计并制备了用于抑制该晶体闪烁光慢成分的Al2O3/MgF2/Al/MgF2…光子带隙膜系。实验结果显示：加载光子带隙膜系的BaF2晶体，其闪烁光快/慢成分比提高80倍以上；经剂量为1×105 Gy的60Co γ射线辐照后，其透射光谱、发射光谱和发光衰减时间谱没有明显的变化,这表明由光子带隙膜系与BaF2晶体所构成的快闪烁器件不仅可有效避免慢成分的干扰，而且还具有很强的抗γ辐射性能。
根据BaF2晶体闪烁光快、慢成分波段的不同，设计并制备了用于抑制该晶体闪烁光慢成分的Al2O3/MgF2/Al/MgF2…光子带隙膜系。实验结果显示：加载光子带隙膜系的BaF2晶体，其闪烁光快/慢成分比提高80倍以上；经剂量为1×105 Gy的60Co γ射线辐照后，其透射光谱、发射光谱和发光衰减时间谱没有明显的变化,这表明由光子带隙膜系与BaF2晶体所构成的快闪烁器件不仅可有效避免慢成分的干扰，而且还具有很强的抗γ辐射性能。
2005, 17.
摘要:
研制具有网格或条状图形的Si刻蚀膜靶，用于XUV系统中像传递函数的研究。在自截止腐蚀工艺制备Si平面薄膜的基础上，结合离子束刻蚀工艺，获得刻蚀深度为1.0 μm左右，网格尺寸为25 μm×25 μm，或条状线宽为5 μm的Si刻蚀膜；测量了Si刻蚀膜的形貌和刻蚀深度；研究了离子束刻蚀参数对图形形貌的影响。并介绍采用两种靶型获得的像传递函数信息。
研制具有网格或条状图形的Si刻蚀膜靶，用于XUV系统中像传递函数的研究。在自截止腐蚀工艺制备Si平面薄膜的基础上，结合离子束刻蚀工艺，获得刻蚀深度为1.0 μm左右，网格尺寸为25 μm×25 μm，或条状线宽为5 μm的Si刻蚀膜；测量了Si刻蚀膜的形貌和刻蚀深度；研究了离子束刻蚀参数对图形形貌的影响。并介绍采用两种靶型获得的像传递函数信息。
2005, 17.
摘要:
以ICF实验塑料靶丸保气的需求为背景，研究了水蒸气在低压等离子体聚合碳氢（CH）膜、聚乙烯醇（PVA）膜、聚苯乙烯（PS）膜中的扩散渗透行为。根据实验数据，算出在40℃ 90%相对湿度下,水蒸气在三种样品膜中的渗透系数分别为1.906×10-13，5.950×10-15，.432×10 -14mol·m/(m2·s·Pa)，并借助多层复合膜模型的近似算法，算出在40 ℃ 90%相对湿度的外界环境下，类似多层塑料微球结构的三层复合膜中，PVA阻气层所处环境的相对湿度为53.06%，推导出PVA所处环境的相对湿度与外层CH层厚度的关系式。研究表明：CH烧蚀层越厚，PVA所处环境的相对湿度越小，保气性能越好。
以ICF实验塑料靶丸保气的需求为背景，研究了水蒸气在低压等离子体聚合碳氢（CH）膜、聚乙烯醇（PVA）膜、聚苯乙烯（PS）膜中的扩散渗透行为。根据实验数据，算出在40℃ 90%相对湿度下,水蒸气在三种样品膜中的渗透系数分别为1.906×10-13，5.950×10-15，.432×10 -14mol·m/(m2·s·Pa)，并借助多层复合膜模型的近似算法，算出在40 ℃ 90%相对湿度的外界环境下，类似多层塑料微球结构的三层复合膜中，PVA阻气层所处环境的相对湿度为53.06%，推导出PVA所处环境的相对湿度与外层CH层厚度的关系式。研究表明：CH烧蚀层越厚，PVA所处环境的相对湿度越小，保气性能越好。
2005, 17.
摘要:
瞬态电子碰撞激发产生X光激光的机制可以极大减少X光激光的泵浦能量。模拟了脉宽为1 ps，波长1.053 μm的钕玻璃激光驱动的类氖锗X光激光。模拟表明，在临界面附近可以产生高达60 cm -1的增益，还计算了X光激光在等离子体中的传播，计算表明X光激光在等离子体中的折射效应仍然是影响X光激光输出强度及分布的重要因素。
瞬态电子碰撞激发产生X光激光的机制可以极大减少X光激光的泵浦能量。模拟了脉宽为1 ps，波长1.053 μm的钕玻璃激光驱动的类氖锗X光激光。模拟表明，在临界面附近可以产生高达60 cm -1的增益，还计算了X光激光在等离子体中的传播，计算表明X光激光在等离子体中的折射效应仍然是影响X光激光输出强度及分布的重要因素。
2005, 17.
摘要:
采用一维瞬态模型对受激布里渊散射（SBS）过程进行了数值模拟，研究了介质参数对SBS特性的影响规律；选取FC-72、FC-75、CCl4、CS2、丙酮、苯以及CCl2/乙醇的混合溶液等作为散射介质，在Nd∶YAG调Q激光系统下进行了实验研究，比较了各种介质所产生的SBS脉宽、能量反射率和波形之间的差异，由此讨论了介质参数对SBS特性的影响。结果表明，介质增益系数越大，吸收系数越小，SBS能量反射率就越大；吸收系数越大，产生的SBS脉宽就越窄；声子寿命越短，SBS波形前沿就越陡，并且越容易出现调制现象。
采用一维瞬态模型对受激布里渊散射（SBS）过程进行了数值模拟，研究了介质参数对SBS特性的影响规律；选取FC-72、FC-75、CCl4、CS2、丙酮、苯以及CCl2/乙醇的混合溶液等作为散射介质，在Nd∶YAG调Q激光系统下进行了实验研究，比较了各种介质所产生的SBS脉宽、能量反射率和波形之间的差异，由此讨论了介质参数对SBS特性的影响。结果表明，介质增益系数越大，吸收系数越小，SBS能量反射率就越大；吸收系数越大，产生的SBS脉宽就越窄；声子寿命越短，SBS波形前沿就越陡，并且越容易出现调制现象。
2005, 17.
摘要:
根据谐波回旋速调管放大器的注-波互作用特点，对Ka波段二次谐波三腔回旋速调管放大器的输出腔进行了数值模拟和优化设计，获得了输出腔末端高频波绕射输出孔径和腔体绕射Q值的对应关系。通过PIC粒子模拟，分析了该放大器的频率响应特点等输出特性。结果表明，在35 GHz频率，磁场0.685 T，电子注电压70 kV，电流15 A，横纵速度比为1.45，输入功率1.6 kW时，放大器可以获得超过220 kW的峰值输出功率、约22%的效率和23 dB的增益，3 dB带宽可达到110 MHz。
根据谐波回旋速调管放大器的注-波互作用特点，对Ka波段二次谐波三腔回旋速调管放大器的输出腔进行了数值模拟和优化设计，获得了输出腔末端高频波绕射输出孔径和腔体绕射Q值的对应关系。通过PIC粒子模拟，分析了该放大器的频率响应特点等输出特性。结果表明，在35 GHz频率，磁场0.685 T，电子注电压70 kV，电流15 A，横纵速度比为1.45，输入功率1.6 kW时，放大器可以获得超过220 kW的峰值输出功率、约22%的效率和23 dB的增益，3 dB带宽可达到110 MHz。
2005, 17.
摘要:
从能量分布和测量有效性的观点出发，提出了强电磁脉冲的能量有效带宽和动态范围有效带宽的概念。针对IEC61000－4－4,MIL－STD－464,IEC61000－4－2,IEC61312－1等标准规定的核电磁脉冲(NEMP)、雷电电磁脉冲(LEMP)、静电放电电磁脉冲(ESDEMP)等强电磁脉冲，分别计算了它们的能量有效带宽和动态范围有效带宽。通过分析，得知在一定的范围内，上述强电磁脉冲上升时间的变化对两种有效带宽的影响并不明显，在此基础上，确定了它们的测量带宽。计算结果为NEMP，ESD EMP及LEMP的60 dB有效带宽分别是371，786，1 233 MHz与96 kHz；99%能量有效带宽分别是46，95，183 MHz与15 kHz；不失真测量所需的带宽分别是152，307，916 MHz和95 kHz。
从能量分布和测量有效性的观点出发，提出了强电磁脉冲的能量有效带宽和动态范围有效带宽的概念。针对IEC61000－4－4,MIL－STD－464,IEC61000－4－2,IEC61312－1等标准规定的核电磁脉冲(NEMP)、雷电电磁脉冲(LEMP)、静电放电电磁脉冲(ESDEMP)等强电磁脉冲，分别计算了它们的能量有效带宽和动态范围有效带宽。通过分析，得知在一定的范围内，上述强电磁脉冲上升时间的变化对两种有效带宽的影响并不明显，在此基础上，确定了它们的测量带宽。计算结果为NEMP，ESD EMP及LEMP的60 dB有效带宽分别是371，786，1 233 MHz与96 kHz；99%能量有效带宽分别是46，95，183 MHz与15 kHz；不失真测量所需的带宽分别是152，307，916 MHz和95 kHz。
2005, 17.
摘要:
计算了8 mm二次谐波回旋速调管双阳极电子枪的设计参数，根据这些参数，采用EGUN软件进行模拟和优化，设计出了一只双阳极磁控注入电子枪，该枪的电子束纵横速度比为1.45，速度零散为5.4%，并讨论了电极形状、磁场分布、电流、控制极电压和第二阳极电压对电子注性能的影响，结果发现电子注对这些影响因子非常敏感，设计中应对它们进行充分优化。
计算了8 mm二次谐波回旋速调管双阳极电子枪的设计参数，根据这些参数，采用EGUN软件进行模拟和优化，设计出了一只双阳极磁控注入电子枪，该枪的电子束纵横速度比为1.45，速度零散为5.4%，并讨论了电极形状、磁场分布、电流、控制极电压和第二阳极电压对电子注性能的影响，结果发现电子注对这些影响因子非常敏感，设计中应对它们进行充分优化。
2005, 17.
摘要:
研究了组合型TM01-TE11弯形圆波导模式转换器（两弯曲段中间加一段直圆波导），在保持其输出与输入端口轴线平行的前提下，分别从理论推导、数值计算、软件模拟三个方面对此结构进行了分析，模拟结果与数值计算结果吻合得很好。结果表明：计及功率损耗，频率为3.75 GHz，铜波导内径为9.0 cm，轴向间距为10.57 m时，模式转换器总的功率转换效率为93.8%。
研究了组合型TM01-TE11弯形圆波导模式转换器（两弯曲段中间加一段直圆波导），在保持其输出与输入端口轴线平行的前提下，分别从理论推导、数值计算、软件模拟三个方面对此结构进行了分析，模拟结果与数值计算结果吻合得很好。结果表明：计及功率损耗，频率为3.75 GHz，铜波导内径为9.0 cm，轴向间距为10.57 m时，模式转换器总的功率转换效率为93.8%。
2005, 17.
摘要:
给出了一种改善TM01模辐射特性的方法，由不同厚度的扇区组成的介质透镜放置于圆锥喇叭口径处，适当地选择各个扇区的厚度，从而产生圆极化的轴向为极大值的远场方向图。推导出了该天线辐射场的解析公式，解析结果与数值模拟有较好的吻合。当工作频率为5 GHz时，天线的增益达19.6 dB，口径效率31.3%，具有15.8%的带宽(反射系数S11<0.2), 且适合于高功率辐射。
给出了一种改善TM01模辐射特性的方法，由不同厚度的扇区组成的介质透镜放置于圆锥喇叭口径处，适当地选择各个扇区的厚度，从而产生圆极化的轴向为极大值的远场方向图。推导出了该天线辐射场的解析公式，解析结果与数值模拟有较好的吻合。当工作频率为5 GHz时，天线的增益达19.6 dB，口径效率31.3%，具有15.8%的带宽(反射系数S11<0.2), 且适合于高功率辐射。
2005, 17.
摘要:
对TWTCAD微机版、工作站版本、EGUN，CAMEO以及Orprogr电子光学软件背景和特点作了一个简单介绍，并利用其模拟计算了11支不同结构的电子枪。将计算得到的导流系数、射程和注腰半径与实验数据列表对比，结果表明：不同电子光学软件计算不同类型电子枪其计算精度也不一样。在导流系数方面，EGUN和Orprogr的计算精度较高，绝对平均误差分别为7.18%和7.4%；在射程方面，TWTCAD的计算精度最高，绝对平均误差为5.69%；在注腰半径方面，Orprogr与实验值偏差较大，绝对平均误差为47.43%，而工作站版本的计算精度最高，绝对误差仅为2.29%。
对TWTCAD微机版、工作站版本、EGUN，CAMEO以及Orprogr电子光学软件背景和特点作了一个简单介绍，并利用其模拟计算了11支不同结构的电子枪。将计算得到的导流系数、射程和注腰半径与实验数据列表对比，结果表明：不同电子光学软件计算不同类型电子枪其计算精度也不一样。在导流系数方面，EGUN和Orprogr的计算精度较高，绝对平均误差分别为7.18%和7.4%；在射程方面，TWTCAD的计算精度最高，绝对平均误差为5.69%；在注腰半径方面，Orprogr与实验值偏差较大，绝对平均误差为47.43%，而工作站版本的计算精度最高，绝对误差仅为2.29%。
2005, 17.
摘要:
通过Z变换的方法，将与频率有关的磁化等离子体的介电常数由频域变换到Z域，推导了Z变换形式的时域有限差分法计算式，模拟了电磁脉冲在磁化等离子体中的传播。经过离散傅里叶变换，给出了电磁波通过磁化等离子体后的反射系数和透射系数与频率的关系。还给出了模拟结果和理论值的对比。结果表明，Z变换算法的模拟结果比卷积分更接近理论值。
通过Z变换的方法，将与频率有关的磁化等离子体的介电常数由频域变换到Z域，推导了Z变换形式的时域有限差分法计算式，模拟了电磁脉冲在磁化等离子体中的传播。经过离散傅里叶变换，给出了电磁波通过磁化等离子体后的反射系数和透射系数与频率的关系。还给出了模拟结果和理论值的对比。结果表明，Z变换算法的模拟结果比卷积分更接近理论值。
2005, 17.
摘要:
选择某型集成电路无线电近炸引信，从勤务处理状态和工作状态两方面，研究了无线电引信的微波辐照效应，确定了被试无线电引信的微波辐照损伤阈值范围在140~150 kW/cm2之间，误炸阈值在100 kW/cm2左右。微波辐照通过前门耦合导致无线电引信的高频振荡管和低频组件产生硬损伤，通过直接作用于起爆执行电路使处于工作状态的无线电引信出现误炸。
选择某型集成电路无线电近炸引信，从勤务处理状态和工作状态两方面，研究了无线电引信的微波辐照效应，确定了被试无线电引信的微波辐照损伤阈值范围在140~150 kW/cm2之间，误炸阈值在100 kW/cm2左右。微波辐照通过前门耦合导致无线电引信的高频振荡管和低频组件产生硬损伤，通过直接作用于起爆执行电路使处于工作状态的无线电引信出现误炸。
2005, 17.
摘要:
提出了一种新结构的X波段五腔渡越管振荡器，进行了理论和实验研究。根据场分布进行了一维非线性分析，结果表明该结构可以产生高功率微波，并判断了工作模式，为TM01模的3π/5模。采用粒子模拟验证了一维非线性分析的结论，并优化设计出五腔渡越管振荡器,优化结果为：输出功率约1 GW， 工作频率9.3 GHz，束波转换效率约22%。实验中，通过参数调节，得到频率约9.25 GHz，峰值功率约780 MW，脉宽（半高宽）21 ns的输出微波，束波转换效率约为16%。实验结果与模拟结果基本符合。
提出了一种新结构的X波段五腔渡越管振荡器，进行了理论和实验研究。根据场分布进行了一维非线性分析，结果表明该结构可以产生高功率微波，并判断了工作模式，为TM01模的3π/5模。采用粒子模拟验证了一维非线性分析的结论，并优化设计出五腔渡越管振荡器,优化结果为：输出功率约1 GW， 工作频率9.3 GHz，束波转换效率约22%。实验中，通过参数调节，得到频率约9.25 GHz，峰值功率约780 MW，脉宽（半高宽）21 ns的输出微波，束波转换效率约为16%。实验结果与模拟结果基本符合。
2005, 17.
摘要:
根据数值计算的抽样原则，对激光大气传输数值模拟中如何准确地选取计算参数作了比较全面的分析，导出计算参数选取所应遵循的判据。结合高斯光束及平台光束准直传输热畸变后的相位分布，得到了网格间距与Bradley-Hermann热畸变参数的关系。在算出此热畸变参数后，便可选定合适的网格间距，由数值结果便能准确评价实际激光大气传输的效果。数值结果表明，相同网格数、不同网格间距下数值结果的差别相对较大，若网格间距选取不当，将给数值结果带来较大误差。
根据数值计算的抽样原则，对激光大气传输数值模拟中如何准确地选取计算参数作了比较全面的分析，导出计算参数选取所应遵循的判据。结合高斯光束及平台光束准直传输热畸变后的相位分布，得到了网格间距与Bradley-Hermann热畸变参数的关系。在算出此热畸变参数后，便可选定合适的网格间距，由数值结果便能准确评价实际激光大气传输的效果。数值结果表明，相同网格数、不同网格间距下数值结果的差别相对较大，若网格间距选取不当，将给数值结果带来较大误差。
2005, 17.
摘要:
利用有限元方法数值模拟了单晶硅（Si）、铜（Cu）、钨(W)、氧化铍(BeO)等镜体材料的热畸变特性。结果表明：当入射激光功率为2 kW、镜面反射率为93%、光斑直径为17 mm、激光照射时间为10 s时，四种材料基板的中心最大热变形分别为0.984，3.32，1.55，1.88 μm。相比之下，Si镜的热变形最小，是比较理想的镜体材料；Cu镜的热变形最大；W和BeO两种材料的镜热变形介于Si镜和Cu镜之间，具有较高的强度和硬度，抗破坏能力较强。
利用有限元方法数值模拟了单晶硅（Si）、铜（Cu）、钨(W)、氧化铍(BeO)等镜体材料的热畸变特性。结果表明：当入射激光功率为2 kW、镜面反射率为93%、光斑直径为17 mm、激光照射时间为10 s时，四种材料基板的中心最大热变形分别为0.984，3.32，1.55，1.88 μm。相比之下，Si镜的热变形最小，是比较理想的镜体材料；Cu镜的热变形最大；W和BeO两种材料的镜热变形介于Si镜和Cu镜之间，具有较高的强度和硬度，抗破坏能力较强。
2005, 17.
摘要:
在不同的氧分压下用电子束热蒸发的方法制备了ZrO2薄膜。分别通过X射线衍射、光学光谱、热透镜技术、抗激光辐照等测试，对所制备样品的微结构、折射率、吸收率及激光损伤阈值进行了测量。实验结果表明，薄膜中晶粒主要是四方相为主的多晶结构，并且随着氧分压的增加，结晶度、折射率以及弱吸收均逐渐降低。薄膜的激光损伤阈值开始随着氧分压增加从18.5J/cm2逐渐增加，氧分压为9×10-3Pa时达到最大，值为26.7 J/cm2，氧分压再增加时则又降低到17.5 J/cm2。由此可见，氧分压引起的薄膜微结构变化是ZrO2薄膜激光损伤阈值变化的主要原因。
在不同的氧分压下用电子束热蒸发的方法制备了ZrO2薄膜。分别通过X射线衍射、光学光谱、热透镜技术、抗激光辐照等测试，对所制备样品的微结构、折射率、吸收率及激光损伤阈值进行了测量。实验结果表明，薄膜中晶粒主要是四方相为主的多晶结构，并且随着氧分压的增加，结晶度、折射率以及弱吸收均逐渐降低。薄膜的激光损伤阈值开始随着氧分压增加从18.5J/cm2逐渐增加，氧分压为9×10-3Pa时达到最大，值为26.7 J/cm2，氧分压再增加时则又降低到17.5 J/cm2。由此可见，氧分压引起的薄膜微结构变化是ZrO2薄膜激光损伤阈值变化的主要原因。
2005, 17.
摘要:
采用激光微细加工技术来制作单片集成光接收机的探测器，在制作过程中，用固态杂质源10.6 μm激光诱导Zn扩散工艺来进行探测器的p-区掺杂。制作出平面型顶部入射的InGaAs/InP PIN 光探测器，响应度为0.21 A/W。分析了激光诱导扩散中影响探测器性能的因素，因此提出了扩散温度自动控制、扩散区温度分布均匀化及激光焦斑与扩散区精确对准等相应的改进方法。
采用激光微细加工技术来制作单片集成光接收机的探测器，在制作过程中，用固态杂质源10.6 μm激光诱导Zn扩散工艺来进行探测器的p-区掺杂。制作出平面型顶部入射的InGaAs/InP PIN 光探测器，响应度为0.21 A/W。分析了激光诱导扩散中影响探测器性能的因素，因此提出了扩散温度自动控制、扩散区温度分布均匀化及激光焦斑与扩散区精确对准等相应的改进方法。
2005, 17.
摘要:
阐述了双光子激光诱导荧光(TP-LIF)技术的原理及线性模型，利用双光子过程激励CO分子B1∑+←←X1∑＋(0,0)带Q支的跃迁(约230 nm)，分析了B1∑+→A1Π荧光带的荧光光谱特性，探讨了激光功率密度、激光波长及火焰温度等因素对测量的影响，并给出甲烷-空气火焰在一定燃烧条件下CO分子浓度随火焰位置及高度的变化关系。实验结果表明，利用TP-LIF技术测量CO的浓度分布，其时空分辨率及探测灵敏度都很高。当激光功率密度较强时，TP-LIF信号和激光能量成线性关系，而且由于光电离速率的增强，大大降低了碰撞猝灭速率等环境因素对信号测量造成的影响，该特性对实验标定及定量测量都非常有帮助。
阐述了双光子激光诱导荧光(TP-LIF)技术的原理及线性模型，利用双光子过程激励CO分子B1∑+←←X1∑＋(0,0)带Q支的跃迁(约230 nm)，分析了B1∑+→A1Π荧光带的荧光光谱特性，探讨了激光功率密度、激光波长及火焰温度等因素对测量的影响，并给出甲烷-空气火焰在一定燃烧条件下CO分子浓度随火焰位置及高度的变化关系。实验结果表明，利用TP-LIF技术测量CO的浓度分布，其时空分辨率及探测灵敏度都很高。当激光功率密度较强时，TP-LIF信号和激光能量成线性关系，而且由于光电离速率的增强，大大降低了碰撞猝灭速率等环境因素对信号测量造成的影响，该特性对实验标定及定量测量都非常有帮助。
2005, 17.
摘要:
通过解热传导方程得到了半导体激光器列阵的热沉温升分布的解析表达式，并利用该解析式得到了热沉的温升分布图。分析了对流换热传热系数对上下表面温升的影响，当对流换热传热系数增大到某个值后，上下表面的温差变化很小，而温升随该系数的增大而降低，所得的结果与用有限元法算得的并经过实验验证的结果基本上是一致的。
通过解热传导方程得到了半导体激光器列阵的热沉温升分布的解析表达式，并利用该解析式得到了热沉的温升分布图。分析了对流换热传热系数对上下表面温升的影响，当对流换热传热系数增大到某个值后，上下表面的温差变化很小，而温升随该系数的增大而降低，所得的结果与用有限元法算得的并经过实验验证的结果基本上是一致的。
2005, 17.
摘要:
距离选通技术是克服大气后向散射，提高主动成像系统信噪比的有效方法。分析了距离选通的技术要求，分别使用电源调制和机械调制的方法获得了适合用于主动成像系统脉冲光源,并进行了距离选通实验，机械调制方法适用于大功率连续半导体激光器。使用氙灯泵浦YAG激光器实现了对675 m和1 509 m距离目标的主动成像，详细分析了几种方案的利弊并提出了改进方法。
距离选通技术是克服大气后向散射，提高主动成像系统信噪比的有效方法。分析了距离选通的技术要求，分别使用电源调制和机械调制的方法获得了适合用于主动成像系统脉冲光源,并进行了距离选通实验，机械调制方法适用于大功率连续半导体激光器。使用氙灯泵浦YAG激光器实现了对675 m和1 509 m距离目标的主动成像，详细分析了几种方案的利弊并提出了改进方法。
2005, 17.
摘要:
研究了1 MeV电子辐照对短波Hg1-xCdxTe光伏探测器的影响。通过测试电子辐照前后光伏探测器的响应光谱、信号、噪声、暗电流等性能参数，分析了电子辐照对HgxCdxTe光伏器件的影响机制。实验结果发现：电子辐照后器件响应光谱在短波处有变窄的趋势，但响应峰值波长和截止波长基本无变化；随着辐照剂量的增加，通过p-n结的暗电流有所增加，光伏器件的探测率有减小的趋势。
研究了1 MeV电子辐照对短波Hg1-xCdxTe光伏探测器的影响。通过测试电子辐照前后光伏探测器的响应光谱、信号、噪声、暗电流等性能参数，分析了电子辐照对HgxCdxTe光伏器件的影响机制。实验结果发现：电子辐照后器件响应光谱在短波处有变窄的趋势，但响应峰值波长和截止波长基本无变化；随着辐照剂量的增加，通过p-n结的暗电流有所增加，光伏器件的探测率有减小的趋势。
2005, 17.
摘要:
在高功率激光辐照下，激光腔镜的夹持方式对热变形和偏转有很大影响。在理论上，采用ANSYS软件计算了硅镜（80 mm×12.5 mm），在特定辐照条件（100 W，40 mm、均匀、同轴、5 s）下的不同夹持方式下的热变形，径向固定的热变形镜面峰谷值（0.109 3 μm）小于轴向固定的热变形峰谷值（0.138 8 μm），三点固定的（0.121 μm）介于二者之间。在实验上，硅镜（75 mm×12.5 mm）在特定辐照条件（100 W、光斑椭圆17 mm×20 mm，5 s）下，压圈法（径向固定）的热变形为0.32 μm,镜面倾斜角为0.63 μrad;压板法（轴向固定）的热变形0.49 μm,镜面倾斜角为0.28 μrad。当采用三点锥孔定位法时，通过干涉条纹可发现镜面偏转减少。
在高功率激光辐照下，激光腔镜的夹持方式对热变形和偏转有很大影响。在理论上，采用ANSYS软件计算了硅镜（80 mm×12.5 mm），在特定辐照条件（100 W，40 mm、均匀、同轴、5 s）下的不同夹持方式下的热变形，径向固定的热变形镜面峰谷值（0.109 3 μm）小于轴向固定的热变形峰谷值（0.138 8 μm），三点固定的（0.121 μm）介于二者之间。在实验上，硅镜（75 mm×12.5 mm）在特定辐照条件（100 W、光斑椭圆17 mm×20 mm，5 s）下，压圈法（径向固定）的热变形为0.32 μm,镜面倾斜角为0.63 μrad;压板法（轴向固定）的热变形0.49 μm,镜面倾斜角为0.28 μrad。当采用三点锥孔定位法时，通过干涉条纹可发现镜面偏转减少。
2005, 17.
摘要:
北京谱仪中各探测器电子学系统向触发系统传输大量并行信号，需要采用并串结合型光纤传输方法，以达到断开地回路，提高系统及线路抗干扰能力，延长传输距离的目的。对此种传输方法的误码率、报错与恢复、延时一致性和相位稳定性等关键问题进行了深入研究，得到确切参数，并提出了单路出错自恢复同步的解决方法，增强了系统的耐用性。同时发现各线路间传输延迟有半个周期的不一致，因此在接收端应把采样时钟上升沿调整在所有解出数据都稳定的时刻。此方法可满足北京谱仪工程的实际需要。
北京谱仪中各探测器电子学系统向触发系统传输大量并行信号，需要采用并串结合型光纤传输方法，以达到断开地回路，提高系统及线路抗干扰能力，延长传输距离的目的。对此种传输方法的误码率、报错与恢复、延时一致性和相位稳定性等关键问题进行了深入研究，得到确切参数，并提出了单路出错自恢复同步的解决方法，增强了系统的耐用性。同时发现各线路间传输延迟有半个周期的不一致，因此在接收端应把采样时钟上升沿调整在所有解出数据都稳定的时刻。此方法可满足北京谱仪工程的实际需要。
2005, 17.
摘要:
作为探针光源的Nd∶YAG激光器在其外触发控制线路固有延迟减小至100 ns后，从脉冲加速器形成线的主开关处选取Q开关的触发输入信号，利用示波器将激光器Q开关触发信号、加速器主开关触发信号、激光信号以及负载电流信号进行时间关联，测量结果作为调节系统延迟时间的依据，实现了探针光脉冲与加速器负载电流脉冲之间的精密同步，同步精度达到9.6 ns。
作为探针光源的Nd∶YAG激光器在其外触发控制线路固有延迟减小至100 ns后，从脉冲加速器形成线的主开关处选取Q开关的触发输入信号，利用示波器将激光器Q开关触发信号、加速器主开关触发信号、激光信号以及负载电流信号进行时间关联，测量结果作为调节系统延迟时间的依据，实现了探针光脉冲与加速器负载电流脉冲之间的精密同步，同步精度达到9.6 ns。
2005, 17.
摘要:
研制了最大导通电流约为100 kA的微秒导通时间等离子体断路开关，开展了该导通电流下的等离子体断路开关性能实验，得到的负载电流上升时间为54-76 ns，最高开关电压为1.38 MV，最高电压倍增系数达到4.9。建立了导通阶段开关区等离子体运动的二维雪耙模型，初步数值模拟结果表明，该模型对目前开展的实验有较好的预估能力。
研制了最大导通电流约为100 kA的微秒导通时间等离子体断路开关，开展了该导通电流下的等离子体断路开关性能实验，得到的负载电流上升时间为54-76 ns，最高开关电压为1.38 MV，最高电压倍增系数达到4.9。建立了导通阶段开关区等离子体运动的二维雪耙模型，初步数值模拟结果表明，该模型对目前开展的实验有较好的预估能力。
2005, 17.
摘要:
叙述了兰州重离子加速器注入器(SFC)高频系统的200 kW高频机与高频腔体的功率匹配，匹配测量系统的工作原理，以及对匹配系统的改进和完善，并对高频腔体的输入阻抗和耦合电容进行了计算。为提高高频系统的稳定性和可靠性，对影响高频功率传输和D电压提高的问题进行了深入的研究和改进。采用矢量阻抗仪冷态测量腔体匹配阻抗的方法和一些相应的技术和措施，用矢量电压表动态测量功率输出级的相位差，判断D电路是否工作在匹配状态，从而使SFC的D电压由原来的50~65 kV（不稳定）提高到稳定工作的105 kV，改善了SFC的工作状态和保证了SFC的高效运行。
叙述了兰州重离子加速器注入器(SFC)高频系统的200 kW高频机与高频腔体的功率匹配，匹配测量系统的工作原理，以及对匹配系统的改进和完善，并对高频腔体的输入阻抗和耦合电容进行了计算。为提高高频系统的稳定性和可靠性，对影响高频功率传输和D电压提高的问题进行了深入的研究和改进。采用矢量阻抗仪冷态测量腔体匹配阻抗的方法和一些相应的技术和措施，用矢量电压表动态测量功率输出级的相位差，判断D电路是否工作在匹配状态，从而使SFC的D电压由原来的50~65 kV（不稳定）提高到稳定工作的105 kV，改善了SFC的工作状态和保证了SFC的高效运行。
2005, 17.
摘要:
介绍了真空紫外线的模拟和射流式真空紫外辐射模拟设备的工作原理、技术参数及特点，并利用该设备及其它分析手段对环氧树脂浇铸体(EP648)和碳/环氧复合材料(C/E648)在真空紫外线辐照作用下的出气、质量损失率、层间剪切强度和表面状态的变化进行了研究。试验结果表明：真空紫外线辐照导致材料产生明显的出气效应，质量损失率呈现先递增后趋于平缓的趋势；17 280esh辐照剂量下，EP648的质量损失是C/E648的3.4倍，C/E648的层间剪切强度与辐照前相比下降了13.3%；环氧树脂破损较重，而碳纤维表面状态基本完好，并对内部的环氧树脂起到一定的保护作用。
介绍了真空紫外线的模拟和射流式真空紫外辐射模拟设备的工作原理、技术参数及特点，并利用该设备及其它分析手段对环氧树脂浇铸体(EP648)和碳/环氧复合材料(C/E648)在真空紫外线辐照作用下的出气、质量损失率、层间剪切强度和表面状态的变化进行了研究。试验结果表明：真空紫外线辐照导致材料产生明显的出气效应，质量损失率呈现先递增后趋于平缓的趋势；17 280esh辐照剂量下，EP648的质量损失是C/E648的3.4倍，C/E648的层间剪切强度与辐照前相比下降了13.3%；环氧树脂破损较重，而碳纤维表面状态基本完好，并对内部的环氧树脂起到一定的保护作用。
2005, 17.
摘要:
束流位置监测器（BPM）和与其相邻的四极铁之间的电偏移对于电子储存环轨道校正十分重要。改变四极铁的强度，并通过测量轨道变化就能够计算出该四极铁的磁中心相对于相邻的BPM的电中心之间的偏差。基于NSRL储存环的BBA硬件系统和EPICS控制系统，采用Labview平台开发出了BBA测量的软件控制程序。由计算机控制四极铁的强度，连续测量后拟合得到四极铁的磁中心与相邻BPM的相对偏差，测量精度可以达到100 μm。
束流位置监测器（BPM）和与其相邻的四极铁之间的电偏移对于电子储存环轨道校正十分重要。改变四极铁的强度，并通过测量轨道变化就能够计算出该四极铁的磁中心相对于相邻的BPM的电中心之间的偏差。基于NSRL储存环的BBA硬件系统和EPICS控制系统，采用Labview平台开发出了BBA测量的软件控制程序。由计算机控制四极铁的强度，连续测量后拟合得到四极铁的磁中心与相邻BPM的相对偏差，测量精度可以达到100 μm。
2005, 17.
摘要:
纯永磁波荡器由多个磁块组成，磁块的剩磁离散性会引起波荡器磁场误差，从而影响储存环工作状态和自发辐射谱质量。在波荡器磁块安装之前，使用模拟退火法对磁块进行组合排序优化，可以使峰值场强误差降低到10 -4量级以下，磁场一次积分降低到10-6 T·m量级，二次积分降低到10 -6 T·m 2量级，优化结果不依赖于初始状态的选择。给出优化的详细过程，提出了根据磁块剩磁快速计算波荡器峰值场强误差和积分场的方法。
纯永磁波荡器由多个磁块组成，磁块的剩磁离散性会引起波荡器磁场误差，从而影响储存环工作状态和自发辐射谱质量。在波荡器磁块安装之前，使用模拟退火法对磁块进行组合排序优化，可以使峰值场强误差降低到10 -4量级以下，磁场一次积分降低到10-6 T·m量级，二次积分降低到10 -6 T·m 2量级，优化结果不依赖于初始状态的选择。给出优化的详细过程，提出了根据磁块剩磁快速计算波荡器峰值场强误差和积分场的方法。
