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RSS2005年 17卷 第03期
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2005, 17.
摘要:
如何提高制导精度是研制制导系统所要关心的问题，在有雾的天气情况下，群体雾粒子的散射是影响制导精度的重要因素之一。在Mie理论的基础上，从单个球形粒子的散射效率因子出发，得到了1～6μm群体粒子的散射系数。根据布格尔定律导出了群体粒子对激光束的散射光强表达式，然后在接收器视场角范围内，模拟了散射光强的分布情况。结果表明，沿着激光束的传播方向，散射光强存在比较大的起伏，并且越靠近接收器的视场中轴线，散射光强有减少的趋势。
如何提高制导精度是研制制导系统所要关心的问题，在有雾的天气情况下，群体雾粒子的散射是影响制导精度的重要因素之一。在Mie理论的基础上，从单个球形粒子的散射效率因子出发，得到了1～6μm群体粒子的散射系数。根据布格尔定律导出了群体粒子对激光束的散射光强表达式，然后在接收器视场角范围内，模拟了散射光强的分布情况。结果表明，沿着激光束的传播方向，散射光强存在比较大的起伏，并且越靠近接收器的视场中轴线，散射光强有减少的趋势。
2005, 17.
摘要:
利用数值模拟的方法，对强湍流效应下激光大气传输焦平面短曝光光斑的统计特性进行了初步分析，并与实验结果进行了对比。结果表明：在强湍流效应下，焦平面短曝光光斑破碎成一系列的小光斑，这些破碎光斑的等效半径与爱里斑半径近似相等；接收器中心置于光轴轴心处，当接收孔径等于爱里斑直径时，接收的均值光强最大。
利用数值模拟的方法，对强湍流效应下激光大气传输焦平面短曝光光斑的统计特性进行了初步分析，并与实验结果进行了对比。结果表明：在强湍流效应下，焦平面短曝光光斑破碎成一系列的小光斑，这些破碎光斑的等效半径与爱里斑半径近似相等；接收器中心置于光轴轴心处，当接收孔径等于爱里斑直径时，接收的均值光强最大。
2005, 17.
摘要:
在数字X射线成像系统中使用的X光-可见光转换屏具有相当重要的作用，其性能直接影响成像系统的性能。针对特殊用途开发了一种新型掺Tb3+硅酸盐发光玻璃转换屏，可用于30 MeV的γ光子的成像探测；在低能X光（100 keV）作用下的空间分辨能力与301型发光玻璃相当，而在能量高达12 MeV的X光的照射下，其空间分辨能力不低于1.5 lp/mm，发光效率约为301型发光玻璃的3倍。并对其性能进行了实验研究，相应的测量结果为：SiO2的质量分数达到50％以上时才能得到玻璃性质较好的材料，并使发光性能得到提高，BaO和Cs2O的质量分数接近相等的条件下，Tb3+离子的质量分数为10.5％时发光性能最好；适量的Gd3+离子可以敏化Tb3+发光，也能增加玻璃密度，而Ce3＋离子可以降低发光的余辉；其它的微量元素则主要影响玻璃的熔融温度。
在数字X射线成像系统中使用的X光-可见光转换屏具有相当重要的作用，其性能直接影响成像系统的性能。针对特殊用途开发了一种新型掺Tb3+硅酸盐发光玻璃转换屏，可用于30 MeV的γ光子的成像探测；在低能X光（100 keV）作用下的空间分辨能力与301型发光玻璃相当，而在能量高达12 MeV的X光的照射下，其空间分辨能力不低于1.5 lp/mm，发光效率约为301型发光玻璃的3倍。并对其性能进行了实验研究，相应的测量结果为：SiO2的质量分数达到50％以上时才能得到玻璃性质较好的材料，并使发光性能得到提高，BaO和Cs2O的质量分数接近相等的条件下，Tb3+离子的质量分数为10.5％时发光性能最好；适量的Gd3+离子可以敏化Tb3+发光，也能增加玻璃密度，而Ce3＋离子可以降低发光的余辉；其它的微量元素则主要影响玻璃的熔融温度。
2005, 17.
摘要:
分析了不同物体散射场偏振特性的差异，依据消光定理的矢量微扰解方法将物体散射场分为零阶和高阶解，零阶反射光可完全保持入射光的偏振度，高阶散射则会导致偏振度的降低，因而总散射光的偏振度依赖于散射表面的粗糙程度。提出了利用斯托克斯-穆勒体系测量物体消偏特性的方法并通过实验对一些物体作了测量，实验结果表明：光滑表面可以较好地保留入射光偏振度，而粗糙表面则有很强的消偏作用，因此偏振成像方法可有效地提高目标探测和识别效率。
分析了不同物体散射场偏振特性的差异，依据消光定理的矢量微扰解方法将物体散射场分为零阶和高阶解，零阶反射光可完全保持入射光的偏振度，高阶散射则会导致偏振度的降低，因而总散射光的偏振度依赖于散射表面的粗糙程度。提出了利用斯托克斯-穆勒体系测量物体消偏特性的方法并通过实验对一些物体作了测量，实验结果表明：光滑表面可以较好地保留入射光偏振度，而粗糙表面则有很强的消偏作用，因此偏振成像方法可有效地提高目标探测和识别效率。
2005, 17.
摘要:
分别从菲涅尔-基尔霍夫和瑞利-索莫非衍射积分公式出发，导出了考虑倾斜因子后会聚球面波经圆孔衍射的一般衍射积分表达式。所得公式不仅可计算衍射场的焦移，而且对弱聚焦和强聚焦情况均适用。并与Li和Wolf公式的结果进行了比较，结果证实所得公式适用广泛。
分别从菲涅尔-基尔霍夫和瑞利-索莫非衍射积分公式出发，导出了考虑倾斜因子后会聚球面波经圆孔衍射的一般衍射积分表达式。所得公式不仅可计算衍射场的焦移，而且对弱聚焦和强聚焦情况均适用。并与Li和Wolf公式的结果进行了比较，结果证实所得公式适用广泛。
2005, 17.
摘要:
从理论上研究部分相干光被一环形透镜聚焦，在焦点附近的轴上点的光强分布。研究结果表明，当部分相干光被一环形透镜聚焦时，最大聚焦光强不在几何焦点，而是位于透镜与几何焦点之间，出现焦移现象。并且，焦移量不仅依赖于透镜外半径的菲涅耳数，还依赖于部分相干光的空间相干度和中心拦截比。透镜的菲涅耳数越小，焦移越大；部分相干光的空间相干度越低，焦移越大。当菲涅耳数一定时，环形透镜的中心拦截比越大，焦移越大；当空间相干度很小时，情况就变得比较复杂。
从理论上研究部分相干光被一环形透镜聚焦，在焦点附近的轴上点的光强分布。研究结果表明，当部分相干光被一环形透镜聚焦时，最大聚焦光强不在几何焦点，而是位于透镜与几何焦点之间，出现焦移现象。并且，焦移量不仅依赖于透镜外半径的菲涅耳数，还依赖于部分相干光的空间相干度和中心拦截比。透镜的菲涅耳数越小，焦移越大；部分相干光的空间相干度越低，焦移越大。当菲涅耳数一定时，环形透镜的中心拦截比越大，焦移越大；当空间相干度很小时，情况就变得比较复杂。
2005, 17.
摘要:
详细研究了贝塞尔-高斯光束被无光阑透镜聚焦后的焦开关效应。推导出了轴上最大光强位置满足的一元三次方程和相对跃迁量公式，并用数值计算对理论结果作了说明。研究表明，当光束参数大于2时，聚焦贝塞尔-高斯光束会有焦开关现象出现。相对跃迁量随着光束参数的增大而增大，轴上归一化光强最小值随着光束参数的增大而减小，并且当光束参数大于3.9时，轴上归一化光强最小值为零。
详细研究了贝塞尔-高斯光束被无光阑透镜聚焦后的焦开关效应。推导出了轴上最大光强位置满足的一元三次方程和相对跃迁量公式，并用数值计算对理论结果作了说明。研究表明，当光束参数大于2时，聚焦贝塞尔-高斯光束会有焦开关现象出现。相对跃迁量随着光束参数的增大而增大，轴上归一化光强最小值随着光束参数的增大而减小，并且当光束参数大于3.9时，轴上归一化光强最小值为零。
2005, 17.
摘要:
仿真分析了用均匀分布的探测器点阵测量激光光斑方法中，探测器灵敏度的线性工作动态范围，灵敏度的一致性差异，点阵间距等参数和光斑质心位置的测量误差，光束总能量的测量误差，以及光斑的分布等。仿真结果表明，当探测器灵敏度的一致性差异小于10％，线性工作范围的动态范围大于30dB，点阵间距小于光斑直径的1/5时，光束总能量的误差小于6％，光斑质心位置的测量误差小于光斑直径的2％，拟合的光斑分布和实际光斑分布比较接近。
仿真分析了用均匀分布的探测器点阵测量激光光斑方法中，探测器灵敏度的线性工作动态范围，灵敏度的一致性差异，点阵间距等参数和光斑质心位置的测量误差，光束总能量的测量误差，以及光斑的分布等。仿真结果表明，当探测器灵敏度的一致性差异小于10％，线性工作范围的动态范围大于30dB，点阵间距小于光斑直径的1/5时，光束总能量的误差小于6％，光斑质心位置的测量误差小于光斑直径的2％，拟合的光斑分布和实际光斑分布比较接近。
2005, 17.
摘要:
根据光腔衰荡光谱技术原理，建立了测量镜片反射率的实验装置。利用该装置测定了一对反射率相等的高反射腔镜，反射率测试结果为（99.925±0.001）%;以22.5°将直腔变为折叠腔，测得的反射率为（99.992±0.003）％。重复测定反射镜样品的反射率，精度达到10－5。该测量装置可用于超低损耗薄膜高反射镜反射率的精确测量。轻微移动探测器位置，对腔镜的测试结果影响不大。
根据光腔衰荡光谱技术原理，建立了测量镜片反射率的实验装置。利用该装置测定了一对反射率相等的高反射腔镜，反射率测试结果为（99.925±0.001）%;以22.5°将直腔变为折叠腔，测得的反射率为（99.992±0.003）％。重复测定反射镜样品的反射率，精度达到10－5。该测量装置可用于超低损耗薄膜高反射镜反射率的精确测量。轻微移动探测器位置，对腔镜的测试结果影响不大。
2005, 17.
摘要:
以DF为例，在一台单放电管电激励红外多波段激光器上测试了两种稀释剂注入方式下激光器的输出特性。激光器输出功率、模式分布、光谱分布的测量结果表明，在常规注氦方式下，在放电管末端引入一路氦气可以增加功率输出，拉长顺流增益区长度，加强高振动能级间的跃迁。经分析原因可能在于F原子壁面复合损失的减少、增益区流速的增加以及去激活效应的减弱。
以DF为例，在一台单放电管电激励红外多波段激光器上测试了两种稀释剂注入方式下激光器的输出特性。激光器输出功率、模式分布、光谱分布的测量结果表明，在常规注氦方式下，在放电管末端引入一路氦气可以增加功率输出，拉长顺流增益区长度，加强高振动能级间的跃迁。经分析原因可能在于F原子壁面复合损失的减少、增益区流速的增加以及去激活效应的减弱。
2005, 17.
摘要:
激光推进器技术是激光推进技术的关键技术之一，也是其核心技术，而激光推进器概念设计是开展激光推进器技术研究的首要任务。在对国内外文献综合调研的基础上，总结给出了激光推进器概念设计的研究现状。通过对比分析给出了各种激光推进器构形的优缺点，并就激光推进器概念设计的发展趋势进行了分析讨论。
激光推进器技术是激光推进技术的关键技术之一，也是其核心技术，而激光推进器概念设计是开展激光推进器技术研究的首要任务。在对国内外文献综合调研的基础上，总结给出了激光推进器概念设计的研究现状。通过对比分析给出了各种激光推进器构形的优缺点，并就激光推进器概念设计的发展趋势进行了分析讨论。
2005, 17.
摘要:
低轨卫星在轨运行热环境条件下，不能有效释放热应力的反射镜面将产生热变形，镜面法向偏转可达百μrad量级；经其反射的光束将产生较大的指向偏差，严重影响空地激光通信链路的系统性能。对空地激光通信星上端机目前常用的压板法镜体固定方式进行的分析表明：镜体释放热应力后的法向角度偏差可减小近3个数量级，对由于热变形带来的光束指向偏差能进行很好地抑制，减轻对系统性能的影响。
低轨卫星在轨运行热环境条件下，不能有效释放热应力的反射镜面将产生热变形，镜面法向偏转可达百μrad量级；经其反射的光束将产生较大的指向偏差，严重影响空地激光通信链路的系统性能。对空地激光通信星上端机目前常用的压板法镜体固定方式进行的分析表明：镜体释放热应力后的法向角度偏差可减小近3个数量级，对由于热变形带来的光束指向偏差能进行很好地抑制，减轻对系统性能的影响。
2005, 17.
摘要:
采用脉冲激光气相沉积（PLD）技术制备了Fe/Al混合膜，测量了该混合膜的光电子能谱（XPS），并采用原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）对Fe/Al混合膜作了表面分析。结果表明：Fe/Al混合膜的表面粗糙度对衬底温度有明显的依赖性， 随着衬底温度的升高，薄膜的表面逐渐变得平滑，膜层变得致密，在200 ℃衬底温度下制得了均方根（rms）粗糙度为0.154 nm、具有原子尺度光滑性的Fe/Al混合膜， 膜中Fe和Al分布比较均匀，其成分比约为1∶3，同时XPS分析也表明Fe/Al混合膜暴露在空气中后表面形成了Al2O3和FeO氧化层。
采用脉冲激光气相沉积（PLD）技术制备了Fe/Al混合膜，测量了该混合膜的光电子能谱（XPS），并采用原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）对Fe/Al混合膜作了表面分析。结果表明：Fe/Al混合膜的表面粗糙度对衬底温度有明显的依赖性， 随着衬底温度的升高，薄膜的表面逐渐变得平滑，膜层变得致密，在200 ℃衬底温度下制得了均方根（rms）粗糙度为0.154 nm、具有原子尺度光滑性的Fe/Al混合膜， 膜中Fe和Al分布比较均匀，其成分比约为1∶3，同时XPS分析也表明Fe/Al混合膜暴露在空气中后表面形成了Al2O3和FeO氧化层。
2005, 17.
摘要:
根据实际光学元件的畸变波前建立了畸变波前模型，分析了位相均方根梯度计算过程中，三种波前数据处理方式的各自特点及优劣，并得出最佳处理方式，即对波前边缘增添零采样点、加汉宁窗处理、傅里叶变换、低通滤波、傅里叶逆变换、乘上逆汉宁窗，最后截取原始长度的数据。讨论了畸变波前边缘增添零采样点的个数、波前口径、波前抽样间距与均方根误差之间的相互关系。计算证明，对于口径为300 mm×300 mm、抽样间隔为0.5 mm的随机波前，当取截止频率为33 mm－1、初始波前两边分别添14个点即波前尺寸扩大7 mm长时，其均方根误差最小，此时该值为 0.008 λ，恢复的波前最理想，计算所得的位相均方根梯度也最合理。
根据实际光学元件的畸变波前建立了畸变波前模型，分析了位相均方根梯度计算过程中，三种波前数据处理方式的各自特点及优劣，并得出最佳处理方式，即对波前边缘增添零采样点、加汉宁窗处理、傅里叶变换、低通滤波、傅里叶逆变换、乘上逆汉宁窗，最后截取原始长度的数据。讨论了畸变波前边缘增添零采样点的个数、波前口径、波前抽样间距与均方根误差之间的相互关系。计算证明，对于口径为300 mm×300 mm、抽样间隔为0.5 mm的随机波前，当取截止频率为33 mm－1、初始波前两边分别添14个点即波前尺寸扩大7 mm长时，其均方根误差最小，此时该值为 0.008 λ，恢复的波前最理想，计算所得的位相均方根梯度也最合理。
2005, 17.
摘要:
针对神光-Ⅲ原型装置使用的光学元件，基于国内光学元件加工现状，结合空间频段的概念，对高功率固体激光驱动器所需光学元件不同的面形评价参数进行了阐述。结合对激光远场焦斑的影响，对面形评价参数的重要性进行了举例说明。提出了面形的综合评价方式，全面界定面形各项评价参数，对光学元件的评价具有一定的参考价值。
针对神光-Ⅲ原型装置使用的光学元件，基于国内光学元件加工现状，结合空间频段的概念，对高功率固体激光驱动器所需光学元件不同的面形评价参数进行了阐述。结合对激光远场焦斑的影响，对面形评价参数的重要性进行了举例说明。提出了面形的综合评价方式，全面界定面形各项评价参数，对光学元件的评价具有一定的参考价值。
2005, 17.
摘要:
给出了LARED-S程序对直接驱动柱内爆流体力学不稳定性模拟的物理方程，介绍了一种直接驱动柱内爆靶的结构，给出了模拟中使用活动网格追踪和其他一些需要注意的问题。对OMEGA激光器直接驱动柱内爆实验物理模型进行了简化处理：使用理想气体状态方程，假设烧蚀层、标识层和内部填充材料为同一介质，只在密度上有差别；采用全电离和单温近似，在内爆过程中仅考虑热传导过程而忽略辐射和非局域电子热传导等过程的影响。模拟结果表明：LARED-S程序与LASNEX程序的计算结果基本上符合。
给出了LARED-S程序对直接驱动柱内爆流体力学不稳定性模拟的物理方程，介绍了一种直接驱动柱内爆靶的结构，给出了模拟中使用活动网格追踪和其他一些需要注意的问题。对OMEGA激光器直接驱动柱内爆实验物理模型进行了简化处理：使用理想气体状态方程，假设烧蚀层、标识层和内部填充材料为同一介质，只在密度上有差别；采用全电离和单温近似，在内爆过程中仅考虑热传导过程而忽略辐射和非局域电子热传导等过程的影响。模拟结果表明：LARED-S程序与LASNEX程序的计算结果基本上符合。
2005, 17.
摘要:
针对极紫外多层膜在激光等离子体诊断、极紫外光刻等方面的应用，进行了Mo/Si多层膜残余应力的实验研究，讨论了多层膜残余应力的成因。实验结果表明：Mo单层膜表现为张应力， Si单层膜表现为压应力；通过传统方法制备的13.0 nm处高反射率的40对Mo/Si多层膜会产生-500 MPa左右的压应力，其压应力主要是由膜层之间的贯穿扩散引起的；通过改变膜层比率可以在一定程度上补偿因贯穿扩散产生的压应力，但是以牺牲多层膜反射率为代价。
针对极紫外多层膜在激光等离子体诊断、极紫外光刻等方面的应用，进行了Mo/Si多层膜残余应力的实验研究，讨论了多层膜残余应力的成因。实验结果表明：Mo单层膜表现为张应力， Si单层膜表现为压应力；通过传统方法制备的13.0 nm处高反射率的40对Mo/Si多层膜会产生-500 MPa左右的压应力，其压应力主要是由膜层之间的贯穿扩散引起的；通过改变膜层比率可以在一定程度上补偿因贯穿扩散产生的压应力，但是以牺牲多层膜反射率为代价。
2005, 17.
摘要:
利用1维多群非平衡辐射输运RDMG程序，对不同能谱分布的辐射场驱动的靶丸的辐射烧蚀过程及中子产额进行了模拟计算，并与实验测量结果进行了初步比较。结果发现，辐射驱动源的能谱平衡性，特别是高能金M带成分对内爆靶丸产生预热效应，降低核燃料区压缩度，电子及离子温度，从而显著降低了中子产额。计算结果表明：中子产额随CH壳厚增加而下降，该变化规律与实验结果基本符合。
利用1维多群非平衡辐射输运RDMG程序，对不同能谱分布的辐射场驱动的靶丸的辐射烧蚀过程及中子产额进行了模拟计算，并与实验测量结果进行了初步比较。结果发现，辐射驱动源的能谱平衡性，特别是高能金M带成分对内爆靶丸产生预热效应，降低核燃料区压缩度，电子及离子温度，从而显著降低了中子产额。计算结果表明：中子产额随CH壳厚增加而下降，该变化规律与实验结果基本符合。
2005, 17.
摘要:
分析了口径为80 mm的钛宝石晶体内的增益特性，对大口径钛宝石晶体中的泵浦光能量密度和泵浦光口径进行了优化设计。对于80 mm×17 mm的晶体，最佳工作光束口径为55 mm，泵浦能量为50 J；对于80 mm×30 mm的晶体，最佳工作光束口径为60 mm，泵浦能量为90 J，且其横向小信号增益远小于80 mm×17 mm晶体的。对影响大口径钛宝石晶体放大的横向放大自发辐射（ASE）和寄生振荡采用折射率匹配的包边技术进行了抑制。实验表明，该方法把允许横向增益从13提高到了2 100。实验系统为100 J绿光台面泵浦激光器，100 TW主放大器采用四程空间构型放大光路。80 mm×17 mm钛宝石晶体c轴水平放置，泵浦光和主激光均为水平偏振。当以泵浦光能量为49 J对主放大器进行双端泵浦，注入信号光能量为1.2 J，光束口径60 mm时，获得了14.2 J的放大光输出和286 TW的最高峰值功率。
分析了口径为80 mm的钛宝石晶体内的增益特性，对大口径钛宝石晶体中的泵浦光能量密度和泵浦光口径进行了优化设计。对于80 mm×17 mm的晶体，最佳工作光束口径为55 mm，泵浦能量为50 J；对于80 mm×30 mm的晶体，最佳工作光束口径为60 mm，泵浦能量为90 J，且其横向小信号增益远小于80 mm×17 mm晶体的。对影响大口径钛宝石晶体放大的横向放大自发辐射（ASE）和寄生振荡采用折射率匹配的包边技术进行了抑制。实验表明，该方法把允许横向增益从13提高到了2 100。实验系统为100 J绿光台面泵浦激光器，100 TW主放大器采用四程空间构型放大光路。80 mm×17 mm钛宝石晶体c轴水平放置，泵浦光和主激光均为水平偏振。当以泵浦光能量为49 J对主放大器进行双端泵浦，注入信号光能量为1.2 J，光束口径60 mm时，获得了14.2 J的放大光输出和286 TW的最高峰值功率。
2005, 17.
摘要:
在超强激光系统中，对比度和本底宽度是压缩光脉冲极为重要的指标。在啁啾脉冲放大系统的压缩阶段，在啁啾脉冲宽度为141ps，啁啾系数为1000，B积分值分别为0，1和2的情况下，模拟了自相位调制效应（SPM）对压缩脉冲的峰值光强、脉冲宽度和本底宽度的影响。结果表明：在B积分值为2的条件下，若不补偿非线性色散，压缩脉冲的峰值强度降为无自相位调制效应时的65%左右，脉冲宽度约为种子脉冲宽度的2倍，本底宽度则增加到原来的3倍左右；在B积分值大于0.5的情况下，本底宽度和B积分值近似成线性关系。
在超强激光系统中，对比度和本底宽度是压缩光脉冲极为重要的指标。在啁啾脉冲放大系统的压缩阶段，在啁啾脉冲宽度为141ps，啁啾系数为1000，B积分值分别为0，1和2的情况下，模拟了自相位调制效应（SPM）对压缩脉冲的峰值光强、脉冲宽度和本底宽度的影响。结果表明：在B积分值为2的条件下，若不补偿非线性色散，压缩脉冲的峰值强度降为无自相位调制效应时的65%左右，脉冲宽度约为种子脉冲宽度的2倍，本底宽度则增加到原来的3倍左右；在B积分值大于0.5的情况下，本底宽度和B积分值近似成线性关系。
2005, 17.
摘要:
采用光线追迹的方法，对脉冲压缩光栅系统波像差进行理论研究，构建了有像差脉冲压缩光栅对分析模型，使用该模型通过模拟计算得出了波像差对脉冲压缩效果的影响。理论分析结果表明：脉冲压缩光栅系统最大波像差不大于λ/4时，脉冲压缩比的最大变化率约为2%。脉冲压缩光栅对系统达到衍射极限时，在选择适当的入射角度时,光栅波像差所引起的脉冲压缩比变化并不大。
采用光线追迹的方法，对脉冲压缩光栅系统波像差进行理论研究，构建了有像差脉冲压缩光栅对分析模型，使用该模型通过模拟计算得出了波像差对脉冲压缩效果的影响。理论分析结果表明：脉冲压缩光栅系统最大波像差不大于λ/4时，脉冲压缩比的最大变化率约为2%。脉冲压缩光栅对系统达到衍射极限时，在选择适当的入射角度时,光栅波像差所引起的脉冲压缩比变化并不大。
2005, 17.
摘要:
超导加速器由于具有极高的Q值，因此表现出较强的腔束相互作用，尤其是在以CW模式运行下，严重时会产生束流崩溃(BBU)效应。德国TESLA式的9-cell超导串腔在束流负载为1 mA，束团重复频率为81.25 MHz情况下，对其高阶模的产生及相应的功率水平进行了分析。结果表明：对于该腔的主要高阶模，谐振偏差值在π/4以上，束流没有发生谐振，高阶模功率在mW量级。
超导加速器由于具有极高的Q值，因此表现出较强的腔束相互作用，尤其是在以CW模式运行下，严重时会产生束流崩溃(BBU)效应。德国TESLA式的9-cell超导串腔在束流负载为1 mA，束团重复频率为81.25 MHz情况下，对其高阶模的产生及相应的功率水平进行了分析。结果表明：对于该腔的主要高阶模，谐振偏差值在π/4以上，束流没有发生谐振，高阶模功率在mW量级。
2005, 17.
摘要:
用多组态HXR理论方法对KrIV-CdXVI离子4s24p3和4s4p4组态的精细结构能级进行了分析计算。在已有研究工作的基础上，通过对4s24p3和4s4p4组态能级的实验观测值与HXR计算结果之差ΔE沿等电子序列变化规律的分析，找出了ΔE随有效核电荷数Zc变化的规律，预言并计算了PdXIV-CdXVI离子4s24p3和4s4p4组态能级，大部分预言计算值与实验结果的偏差小于100 cm-1。由此还进一步计算了PdXIV-CdXVI子4s24p3－4s4p4跃迁的谱线波长、振子强度和跃迁概率。结果表明：除了4s24p3 2D5/2－4s4p4 2D5/2跃迁的谱线波长（29.992 nm）与实验值相差0.018 nm外，对于其余5条谱线，预言值与实验值的偏差均不超过0.005 nm。
用多组态HXR理论方法对KrIV-CdXVI离子4s24p3和4s4p4组态的精细结构能级进行了分析计算。在已有研究工作的基础上，通过对4s24p3和4s4p4组态能级的实验观测值与HXR计算结果之差ΔE沿等电子序列变化规律的分析，找出了ΔE随有效核电荷数Zc变化的规律，预言并计算了PdXIV-CdXVI离子4s24p3和4s4p4组态能级，大部分预言计算值与实验结果的偏差小于100 cm-1。由此还进一步计算了PdXIV-CdXVI子4s24p3－4s4p4跃迁的谱线波长、振子强度和跃迁概率。结果表明：除了4s24p3 2D5/2－4s4p4 2D5/2跃迁的谱线波长（29.992 nm）与实验值相差0.018 nm外，对于其余5条谱线，预言值与实验值的偏差均不超过0.005 nm。
2005, 17.
摘要:
从空间电荷限制流假设、Poisson方程及电子正则动量守恒关系出发，推导了平板形、同轴圆柱和共顶点同轴圆锥三种导体构形的空间电荷流随传导电流变化的广义Poisson方程，给出了求解方法及解的基本特征，分析比较了三种导体构形空间电荷限制流的基本性质。通过推导，计算和分析可得：各种电压条件下传导电流对空间电荷限制（SCL） 流的作用效果不一样，电压越高传导电流提高磁绝缘程度的作用越显著；当几何因子(即高阻抗)较小时其它两种导体的SCL流与平板形相差较大，几何因子较大时与平板形十分接近；同样电压条件下负极性的SCL流比平板形小、正极形正好相反，而相同几何因子条件下同轴圆筒的SCL流比共顶点同轴圆锥的小；在分析研究低阻抗MITL时，采用SCL流的平板近似不会带来大的误差。在描述时变脉冲作用于MITL时，可以通过对SCL流随电压、传导电流变化的曲面函数插值的方法确定各个时刻的磁绝缘状态。
从空间电荷限制流假设、Poisson方程及电子正则动量守恒关系出发，推导了平板形、同轴圆柱和共顶点同轴圆锥三种导体构形的空间电荷流随传导电流变化的广义Poisson方程，给出了求解方法及解的基本特征，分析比较了三种导体构形空间电荷限制流的基本性质。通过推导，计算和分析可得：各种电压条件下传导电流对空间电荷限制（SCL） 流的作用效果不一样，电压越高传导电流提高磁绝缘程度的作用越显著；当几何因子(即高阻抗)较小时其它两种导体的SCL流与平板形相差较大，几何因子较大时与平板形十分接近；同样电压条件下负极性的SCL流比平板形小、正极形正好相反，而相同几何因子条件下同轴圆筒的SCL流比共顶点同轴圆锥的小；在分析研究低阻抗MITL时，采用SCL流的平板近似不会带来大的误差。在描述时变脉冲作用于MITL时，可以通过对SCL流随电压、传导电流变化的曲面函数插值的方法确定各个时刻的磁绝缘状态。
2005, 17.
摘要:
采用电荷模数转换记录单个脉冲电荷的方法，标定了单能射线在电流型闪烁探测器中产生的平均电流，从而得到其灵敏度。标定结果与传统的电流法在±8%的范围内一致。该标定方法准确度高，扣除本底容易，对标定源的强度要求也大大降低。加上飞行时间法，还可对粒子进行甄别，能在中子-γ射线混合场中将中子和γ射线的电荷贡献分开，得到探测器对每种射线单独的灵敏度。该方法适用于在单个脉冲电荷信噪比较高的场合下标定脉冲电流型探测器。
采用电荷模数转换记录单个脉冲电荷的方法，标定了单能射线在电流型闪烁探测器中产生的平均电流，从而得到其灵敏度。标定结果与传统的电流法在±8%的范围内一致。该标定方法准确度高，扣除本底容易，对标定源的强度要求也大大降低。加上飞行时间法，还可对粒子进行甄别，能在中子-γ射线混合场中将中子和γ射线的电荷贡献分开，得到探测器对每种射线单独的灵敏度。该方法适用于在单个脉冲电荷信噪比较高的场合下标定脉冲电流型探测器。
2005, 17.
摘要:
一种由蓄电池作为初始能源的紧凑型螺线管爆磁压缩发生器由两级构成，其中第一级作为能量放大器，第二级通过磁通耦合对第一级输出的脉冲进行陡化以驱动较大的电感负载。初始能源由蓄电池、高压逆变器及储能电容器（220μF, 6 kV）构成。在爆磁压缩发生器运行以前，用5 min给储能电容器充上6 kV的电压。实验证明4 Ah的铅酸蓄电池可以通过高压逆变系统给220 μF的电容器充电超过五次以上，此时电池的电压仍然高于11 V。由此可见，以蓄电池加高压逆变器和储能电容器作为其初始能源，能够满足体积小、稳定提供较大的初始能量的能力。同时利用级联型爆磁压缩发生器，能够在较小的体积和重量的情况下驱动较大的电感负载(4μH)，实现输出电流120kA，电流的上升时间为15 μs的预期目标。
一种由蓄电池作为初始能源的紧凑型螺线管爆磁压缩发生器由两级构成，其中第一级作为能量放大器，第二级通过磁通耦合对第一级输出的脉冲进行陡化以驱动较大的电感负载。初始能源由蓄电池、高压逆变器及储能电容器（220μF, 6 kV）构成。在爆磁压缩发生器运行以前，用5 min给储能电容器充上6 kV的电压。实验证明4 Ah的铅酸蓄电池可以通过高压逆变系统给220 μF的电容器充电超过五次以上，此时电池的电压仍然高于11 V。由此可见，以蓄电池加高压逆变器和储能电容器作为其初始能源，能够满足体积小、稳定提供较大的初始能量的能力。同时利用级联型爆磁压缩发生器，能够在较小的体积和重量的情况下驱动较大的电感负载(4μH)，实现输出电流120kA，电流的上升时间为15 μs的预期目标。
2005, 17.
摘要:
通常采用概率方法来评定不确定度,但该类方法不太适用于非精确性测量数据。集中讨论了利用证据理论对非精确性中子测量数据的不确定度进行了评估，提出一个公式并对来自不精确传感器和专家估计的一些非精确性中子测量数据的不确定度进行了测度和计算。该公式可同时适用于精确性和非精确性中子测量数据，两方面的例证佐证了其应用有效性。
通常采用概率方法来评定不确定度,但该类方法不太适用于非精确性测量数据。集中讨论了利用证据理论对非精确性中子测量数据的不确定度进行了评估，提出一个公式并对来自不精确传感器和专家估计的一些非精确性中子测量数据的不确定度进行了测度和计算。该公式可同时适用于精确性和非精确性中子测量数据，两方面的例证佐证了其应用有效性。
2005, 17.
摘要:
脉冲传输线的介质材料选择和参数设计对传输线的损耗具有至关重要的影响，根据分布参数理论和电磁场微波理论，给出环氧玻璃纤维FR-4和聚四氟乙烯F4B两种材料的损耗计算公式，在微带特性阻抗为50Ω，工作频率为10GHz时，FR-4和F4B的介质衰减系数分别为0.095 dB/cm和0.0023dB/cm；当微带厚度为18μm，介质材料厚度为0.25mm时，FR-4和F4B的导体衰减系数分别为0.0499dB/cm和0.0357dB/cm。数值计算和仿真结果表明，F4B材料传输线的介质损耗和导体损耗相对较低，是一种较好的介质材料，选择合适的介质材料厚度可保证损耗较低且电路体积不至于过大。
脉冲传输线的介质材料选择和参数设计对传输线的损耗具有至关重要的影响，根据分布参数理论和电磁场微波理论，给出环氧玻璃纤维FR-4和聚四氟乙烯F4B两种材料的损耗计算公式，在微带特性阻抗为50Ω，工作频率为10GHz时，FR-4和F4B的介质衰减系数分别为0.095 dB/cm和0.0023dB/cm；当微带厚度为18μm，介质材料厚度为0.25mm时，FR-4和F4B的导体衰减系数分别为0.0499dB/cm和0.0357dB/cm。数值计算和仿真结果表明，F4B材料传输线的介质损耗和导体损耗相对较低，是一种较好的介质材料，选择合适的介质材料厚度可保证损耗较低且电路体积不至于过大。
2005, 17.
摘要:
研究了能量为64keV、注量1×1017cm-2的Ni离子注入金红石TiO2单晶制备的植入金属纳米晶的微观结构和磁学性能。注入层的结构和磁学性能采用透射电子显微分析（TEM）和超导量子干涉磁强计（SQUID）进行分析。结果表明，金红石单晶中有尺寸为3～18nm的金属Ni纳米晶生成，注入区域基体明显非晶化。10K温度下金属Ni纳米晶的矫顽力约为16.8kA·m-1，比Ni块材的矫顽力大。样品的零场冷却/有场冷却（ZFC/FC）曲线表明，金属Ni纳米晶的截止温度约为85K。
研究了能量为64keV、注量1×1017cm-2的Ni离子注入金红石TiO2单晶制备的植入金属纳米晶的微观结构和磁学性能。注入层的结构和磁学性能采用透射电子显微分析（TEM）和超导量子干涉磁强计（SQUID）进行分析。结果表明，金红石单晶中有尺寸为3～18nm的金属Ni纳米晶生成，注入区域基体明显非晶化。10K温度下金属Ni纳米晶的矫顽力约为16.8kA·m-1，比Ni块材的矫顽力大。样品的零场冷却/有场冷却（ZFC/FC）曲线表明，金属Ni纳米晶的截止温度约为85K。
2005, 17.
摘要:
采用水介质同轴实验装置，改变电极表面的光滑程度，在μs级充电时进行水介质击穿实验，并对实验结果进行了分析和解释。结果表明：抛光电极表面可有效提高水介质耐高电压击穿能力；表面粗糙度为0.4～0.8 μm的抛光电极表面的击穿场强比表面粗糙度为1.6～3.2 μm的粗糙抛光电极表面，更符合Martin公式。电极表面光滑程度的改善，使阴极场致发射电流减弱进而击穿延迟时间变长，气泡也更难以附着在光滑的电极表面，从而可以提高水介质耐高电压击穿能力。
采用水介质同轴实验装置，改变电极表面的光滑程度，在μs级充电时进行水介质击穿实验，并对实验结果进行了分析和解释。结果表明：抛光电极表面可有效提高水介质耐高电压击穿能力；表面粗糙度为0.4～0.8 μm的抛光电极表面的击穿场强比表面粗糙度为1.6～3.2 μm的粗糙抛光电极表面，更符合Martin公式。电极表面光滑程度的改善，使阴极场致发射电流减弱进而击穿延迟时间变长，气泡也更难以附着在光滑的电极表面，从而可以提高水介质耐高电压击穿能力。
2005, 17.
摘要:
从虚光子的康普顿散射出发，给出了一种对同步辐射进行解释的新理论。当带电粒子在加速器中做圆周运动时，加速器的磁场可以看作周期静磁场，可以等效为虚光子。当该虚光子与加速器中运动的带电粒子发生康普顿散射时，就会转换为实光子辐射出去。给出了同步辐射实光子的波长的计算公式，并从合肥国家同步实验室和北京同步辐射装置的峰值特征波长以及斯坦福直线加速器中心的 Ec/ Ee3值、强磁场中子星极区的同步辐射等方面验证了该公式的正确性。
从虚光子的康普顿散射出发，给出了一种对同步辐射进行解释的新理论。当带电粒子在加速器中做圆周运动时，加速器的磁场可以看作周期静磁场，可以等效为虚光子。当该虚光子与加速器中运动的带电粒子发生康普顿散射时，就会转换为实光子辐射出去。给出了同步辐射实光子的波长的计算公式，并从合肥国家同步实验室和北京同步辐射装置的峰值特征波长以及斯坦福直线加速器中心的 Ec/ Ee3值、强磁场中子星极区的同步辐射等方面验证了该公式的正确性。
2005, 17.
摘要:
在考虑电磁波与电子设备的耦合时，屏蔽腔中电路板端口对入射电磁波的电压响应是一个重要的参数。分别计算了微带线电路板端口在自由空间和在屏蔽腔内这两种不同情况下的电压响应，以及屏蔽腔内耦合系数的变化。对所得结果进行了比较分析，结果表明，在自由空间时，响应电压频谱为连续的变化，而在屏蔽腔内时，只有在本征模的频率处才会激励起端口电压，频谱分布变为分立的。当屏蔽腔上开有窄缝时，窄缝方向和入射场极化方向对激励起来的端口电压都有影响，而电场极化方向和微带线方向之间的关系，是决定端口激励电压大小的关键因素。
在考虑电磁波与电子设备的耦合时，屏蔽腔中电路板端口对入射电磁波的电压响应是一个重要的参数。分别计算了微带线电路板端口在自由空间和在屏蔽腔内这两种不同情况下的电压响应，以及屏蔽腔内耦合系数的变化。对所得结果进行了比较分析，结果表明，在自由空间时，响应电压频谱为连续的变化，而在屏蔽腔内时，只有在本征模的频率处才会激励起端口电压，频谱分布变为分立的。当屏蔽腔上开有窄缝时，窄缝方向和入射场极化方向对激励起来的端口电压都有影响，而电场极化方向和微带线方向之间的关系，是决定端口激励电压大小的关键因素。
2005, 17.
摘要:
对轴对称收敛型电子枪设计方法进行了整理分析，就阴极半锥角的初始值对迭代综合法的收敛性能所产生的影响进行了讨论，针对低压缩比条件下原来的Vaughan公式失效的问题进行了分析，给出了更为合理的初始值计算公式。采用修正后的公式和迭代综合法对电子枪进行设计，在高压缩比情况下的设计结果与采用原来Vaughan方法的结果完全一致；而对于低压缩比的情况，也得到了合理的设计，从而解决了原来的Vaughan方法在低压缩比情况下失效的问题，扩大了迭代综合法的应用范围。
对轴对称收敛型电子枪设计方法进行了整理分析，就阴极半锥角的初始值对迭代综合法的收敛性能所产生的影响进行了讨论，针对低压缩比条件下原来的Vaughan公式失效的问题进行了分析，给出了更为合理的初始值计算公式。采用修正后的公式和迭代综合法对电子枪进行设计，在高压缩比情况下的设计结果与采用原来Vaughan方法的结果完全一致；而对于低压缩比的情况，也得到了合理的设计，从而解决了原来的Vaughan方法在低压缩比情况下失效的问题，扩大了迭代综合法的应用范围。
2005, 17.
摘要:
离子噪声已成为影响现代微波管性能的一个重要因素，采用一维混合模型研究了速调管的离子噪声，用自编的1维粒子模拟程序对速调管的离子噪声特性进行了分析。采用小信号近似，从理论上推导出了速调管离子噪声与相位畸变关系的表达式，表明微波管相位噪声直接来源于管内离子量的变化。模拟了有离子噪声时速调管的相位特性，对模拟过程做了离子诊断并与实验结果进行比较，证明了模拟过程的正确性。探讨了电子束电流、电压以及聚焦磁场对离子噪声的影响规律，束电流与束电压改变后，离子噪声的周期与大小相应改变，增大束电流，离子噪声幅度会下降，并趋于稳定，而在束电流不变的情况下，离子噪声存在一个最小值。束电流与束电压确定，存在最佳的磁场使离子噪声幅度最小。
离子噪声已成为影响现代微波管性能的一个重要因素，采用一维混合模型研究了速调管的离子噪声，用自编的1维粒子模拟程序对速调管的离子噪声特性进行了分析。采用小信号近似，从理论上推导出了速调管离子噪声与相位畸变关系的表达式，表明微波管相位噪声直接来源于管内离子量的变化。模拟了有离子噪声时速调管的相位特性，对模拟过程做了离子诊断并与实验结果进行比较，证明了模拟过程的正确性。探讨了电子束电流、电压以及聚焦磁场对离子噪声的影响规律，束电流与束电压改变后，离子噪声的周期与大小相应改变，增大束电流，离子噪声幅度会下降，并趋于稳定，而在束电流不变的情况下，离子噪声存在一个最小值。束电流与束电压确定，存在最佳的磁场使离子噪声幅度最小。
2005, 17.
摘要:
利用数值方法计算了磁绝缘线振荡器(MILO)主慢波结构谐振腔和扼流腔的谐振频率和场分布。结果表明：当主慢波结构腔内半径为4.6 cm,扼流腔内半径为4.2 cm，阴极半径为3 cm时，MILO工作在3.6~4.4 GHz频率范围，扼流片可以阻止微波功率向脉冲功率源泄漏，这有利于提高器件微波输出的功率；4.5~4.9GHz频段为慢波结构的阻带，微波在该频段截止。计算了C波段MILO开放腔的谐振频率，当模式分别为3π/8,π/2,5π/8,3π/4时，其谐振频率分别为3.18,3.76,4.00,4.11 GHz;并通过实验测出了开放腔的谐振频率,其相应的值分别为3.80,3.94,4.08.4.18 GHz, Q分别为194，143，231，468。数值计算的谐振频率与实验测出的频率基本一致。
利用数值方法计算了磁绝缘线振荡器(MILO)主慢波结构谐振腔和扼流腔的谐振频率和场分布。结果表明：当主慢波结构腔内半径为4.6 cm,扼流腔内半径为4.2 cm，阴极半径为3 cm时，MILO工作在3.6~4.4 GHz频率范围，扼流片可以阻止微波功率向脉冲功率源泄漏，这有利于提高器件微波输出的功率；4.5~4.9GHz频段为慢波结构的阻带，微波在该频段截止。计算了C波段MILO开放腔的谐振频率，当模式分别为3π/8,π/2,5π/8,3π/4时，其谐振频率分别为3.18,3.76,4.00,4.11 GHz;并通过实验测出了开放腔的谐振频率,其相应的值分别为3.80,3.94,4.08.4.18 GHz, Q分别为194，143，231，468。数值计算的谐振频率与实验测出的频率基本一致。
2005, 17.
摘要:
用理论和粒子模拟相结合的方法分析了强流薄环形相对论电子束在低磁场导引下，在均匀波导，无箔二极管，以及锥形波导和渐减磁场位形条件下的传输过程，研究了束包络的波动和如何减少波动的问题。分析表明：在无箔二极管中一个适当渐增的磁场位形可以有效地抑制束电子的径向运动，从而减少电子在波导中的波动幅度；电子束在锥形波导和渐减磁场位形中运动，不会增加束电子的波动。因此适当的磁场位形可以降低微波器件对导引磁场的要求，有利于实现永磁包装微波器件。
用理论和粒子模拟相结合的方法分析了强流薄环形相对论电子束在低磁场导引下，在均匀波导，无箔二极管，以及锥形波导和渐减磁场位形条件下的传输过程，研究了束包络的波动和如何减少波动的问题。分析表明：在无箔二极管中一个适当渐增的磁场位形可以有效地抑制束电子的径向运动，从而减少电子在波导中的波动幅度；电子束在锥形波导和渐减磁场位形中运动，不会增加束电子的波动。因此适当的磁场位形可以降低微波器件对导引磁场的要求，有利于实现永磁包装微波器件。
2005, 17.
摘要:
利用含电流的传输线方程，并在考虑多模注-波互作用及多模耦合的情况下，利用自主开发的多模高次谐波渐变结构复合腔回旋管的注-波互作用数值模拟软件，对3 mm波段二次谐波渐变复合腔回旋管进行了自洽非线性模拟，分析了H02-H03模式对下磁场系数、电流、电子注速度比对注-波互作用效率的影响。计算结果表明，在合适的腔体结构尺寸下，以及合适的磁场系数、电流、速度比下，注-波互作用效率可达27％。
利用含电流的传输线方程，并在考虑多模注-波互作用及多模耦合的情况下，利用自主开发的多模高次谐波渐变结构复合腔回旋管的注-波互作用数值模拟软件，对3 mm波段二次谐波渐变复合腔回旋管进行了自洽非线性模拟，分析了H02-H03模式对下磁场系数、电流、电子注速度比对注-波互作用效率的影响。计算结果表明，在合适的腔体结构尺寸下，以及合适的磁场系数、电流、速度比下，注-波互作用效率可达27％。
