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RSS2005年 17卷 第10期
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2005, 17.
摘要:
报道了连续二极管端面泵浦2 μm高重复频率Tm,Ho:YLF激光器的实验研究结果。792 nm光纤耦合激光二极管作泵浦源，泵浦液氮制冷的Tm,Ho:YLF晶体。动态运转时，平均输出功率达到4 W，相应的能量抽取效率大于85%。采用声光调Q方式，重复频率1～50 kHz可调，10 kHz时，峰值功率达到12 kW，最小脉宽为32 ns。同时，还对二极管泵浦2 μm激光器设计中的各种因素进行了分析。
报道了连续二极管端面泵浦2 μm高重复频率Tm,Ho:YLF激光器的实验研究结果。792 nm光纤耦合激光二极管作泵浦源，泵浦液氮制冷的Tm,Ho:YLF晶体。动态运转时，平均输出功率达到4 W，相应的能量抽取效率大于85%。采用声光调Q方式，重复频率1～50 kHz可调，10 kHz时，峰值功率达到12 kW，最小脉宽为32 ns。同时，还对二极管泵浦2 μm激光器设计中的各种因素进行了分析。
2005, 17.
摘要:
在氟铝酸盐玻璃组分中加入适量声子能量低的重金属氧化物TeO 2，得到一种新的氧氟化物玻璃。该材料具有良好的成玻璃性能，适合制作大尺寸红外窗口镜。研究了TeO2含量对玻璃特征温度、阿贝数和红外透过性能的影响。同时测试了这种玻璃的抗DF激光能力，结果表明： TeO 2含量为15%的玻璃，DF激光破坏阈值达14.95 kＷ·cm-2。分析显示，由于玻璃基质的多声子吸收，对激光能量的吸收而引起的热冲击是导致玻璃破坏的主要原因。进一步降低玻璃中水分，可以提高玻璃抗激光破坏性能。
在氟铝酸盐玻璃组分中加入适量声子能量低的重金属氧化物TeO 2，得到一种新的氧氟化物玻璃。该材料具有良好的成玻璃性能，适合制作大尺寸红外窗口镜。研究了TeO2含量对玻璃特征温度、阿贝数和红外透过性能的影响。同时测试了这种玻璃的抗DF激光能力，结果表明： TeO 2含量为15%的玻璃，DF激光破坏阈值达14.95 kＷ·cm-2。分析显示，由于玻璃基质的多声子吸收，对激光能量的吸收而引起的热冲击是导致玻璃破坏的主要原因。进一步降低玻璃中水分，可以提高玻璃抗激光破坏性能。
2005, 17.
摘要:
射流式单重态氧发生器(JSOG)是化学氧碘激光器十分重要的能源部分，它主要是通过解气相、液相扩散方程来求解发生器出口的氯的利用率和单重态氧的产率。在实际工作中的射流发生器非常复杂，其扩散方程和边界条件为非线性，非齐次边界条件，非齐次泛定方程组，求解难度较大。通过边界条件，采用试探解的方法，解得氯、总氧、单重态氧的气相、液相扩散方程，得到了氯的利用率，及单重态氧产率的解析解，与实验结果基本相符。
射流式单重态氧发生器(JSOG)是化学氧碘激光器十分重要的能源部分，它主要是通过解气相、液相扩散方程来求解发生器出口的氯的利用率和单重态氧的产率。在实际工作中的射流发生器非常复杂，其扩散方程和边界条件为非线性，非齐次边界条件，非齐次泛定方程组，求解难度较大。通过边界条件，采用试探解的方法，解得氯、总氧、单重态氧的气相、液相扩散方程，得到了氯的利用率，及单重态氧产率的解析解，与实验结果基本相符。
2005, 17.
摘要:
推导了光栅对压缩器两光栅在垂直于刻线的平面(衍射面)内有一夹角时1至4阶色散变化量的表达式，以及脉冲超高斯光束经光栅对压缩后的场分布。并据此模拟分析了光栅表面平行性失调对输出脉冲时空特性的影响。结果表明：脉冲光束单次通过光栅对时其波形会产生扭曲，光栅对的失调会使脉冲扭曲更加严重；而两次通过光栅对时横向谱移动的影响会消除，但脉冲将出现旁瓣，光栅对的失调使得脉冲在时间上提前，且色散阶数越高色散变化量对压缩脉冲时空特性的影响越大。
推导了光栅对压缩器两光栅在垂直于刻线的平面(衍射面)内有一夹角时1至4阶色散变化量的表达式，以及脉冲超高斯光束经光栅对压缩后的场分布。并据此模拟分析了光栅表面平行性失调对输出脉冲时空特性的影响。结果表明：脉冲光束单次通过光栅对时其波形会产生扭曲，光栅对的失调会使脉冲扭曲更加严重；而两次通过光栅对时横向谱移动的影响会消除，但脉冲将出现旁瓣，光栅对的失调使得脉冲在时间上提前，且色散阶数越高色散变化量对压缩脉冲时空特性的影响越大。
2005, 17.
摘要:
简述了深紫外和频晶体CLBO的光学特性。根据相位匹配角公式、非线性有效系数公式、走离角公式和允许角公式，详细计算了CLBO晶体和频产生193 nm激光时的相位匹配角、非线性有效系数、和频时谐波走离角、允许角的具体数值。根据这些数值，并考虑产业化的要求，对目前几种和频方式进行了比较，最终选定波长为λ1=2 100 nm的o光和波长为λ2=213 nm的e光作为基频光进行和频的匹配方式。此方式相位匹配角为51.6°，具有大的非线性有效系数0.97，小的走离角3.7°，大的允许角1.9×10-6 rad·mm，是非常理想的产生193 nm激光的匹配方式。
简述了深紫外和频晶体CLBO的光学特性。根据相位匹配角公式、非线性有效系数公式、走离角公式和允许角公式，详细计算了CLBO晶体和频产生193 nm激光时的相位匹配角、非线性有效系数、和频时谐波走离角、允许角的具体数值。根据这些数值，并考虑产业化的要求，对目前几种和频方式进行了比较，最终选定波长为λ1=2 100 nm的o光和波长为λ2=213 nm的e光作为基频光进行和频的匹配方式。此方式相位匹配角为51.6°，具有大的非线性有效系数0.97，小的走离角3.7°，大的允许角1.9×10-6 rad·mm，是非常理想的产生193 nm激光的匹配方式。
2005, 17.
摘要:
引入了矢量非傍轴双曲余弦-高斯(ChG)光束概念。使用矢量瑞利-索末菲衍射积分公式推导出了矢量非傍轴ChG光束在自由空间传输的解析公式。矢量非傍轴ChG光束轴上和远场的解析式以及傍轴结果作为一般传输公式的特例给出。研究表明，对矢量非傍轴ChG光束，其非傍轴性主要由f参数决定，但偏心参数会影响其横向光强剖面形状和非傍轴行为。
引入了矢量非傍轴双曲余弦-高斯(ChG)光束概念。使用矢量瑞利-索末菲衍射积分公式推导出了矢量非傍轴ChG光束在自由空间传输的解析公式。矢量非傍轴ChG光束轴上和远场的解析式以及傍轴结果作为一般传输公式的特例给出。研究表明，对矢量非傍轴ChG光束，其非傍轴性主要由f参数决定，但偏心参数会影响其横向光强剖面形状和非傍轴行为。
2005, 17.
摘要:
通过采用分步傅里叶变换法求解非线性薛定谔方程，模拟了啁啾光脉冲有振幅调制和相位扰动下的自相位调制（SPM）对压缩光脉冲对比度和预脉冲宽度的影响。结果表明：啁啾光脉冲的振幅调制深度和相位扰动深度越大，则压缩后的光脉冲对比度越小；啁啾光脉冲的振幅调制周期和相位扰动周期越小，则压缩光脉冲的预脉冲宽度越大。
通过采用分步傅里叶变换法求解非线性薛定谔方程，模拟了啁啾光脉冲有振幅调制和相位扰动下的自相位调制（SPM）对压缩光脉冲对比度和预脉冲宽度的影响。结果表明：啁啾光脉冲的振幅调制深度和相位扰动深度越大，则压缩后的光脉冲对比度越小；啁啾光脉冲的振幅调制周期和相位扰动周期越小，则压缩光脉冲的预脉冲宽度越大。
2005, 17.
摘要:
利用传播圆-变换圆图解分析方法，通过对不同结构谐振腔的分析和对比，得出一种宜于推广的自锁模激光谐振腔——近对称谐振腔，其锁模运转易于启动且工作性能比较稳定；通过实验对近对称腔的工作性能进行了验证，并对一种五镜锁模腔进行了分析。五镜腔实质上等价于近对称四镜腔。
利用传播圆-变换圆图解分析方法，通过对不同结构谐振腔的分析和对比，得出一种宜于推广的自锁模激光谐振腔——近对称谐振腔，其锁模运转易于启动且工作性能比较稳定；通过实验对近对称腔的工作性能进行了验证，并对一种五镜锁模腔进行了分析。五镜腔实质上等价于近对称四镜腔。
2005, 17.
摘要:
扼要介绍了光学元件波前二维功率谱密度的计算方法，并引入功率谱密度坍陷的概念描述光学元件波前频谱特性。功率谱密度坍陷是对二维功率谱密度在不同角度上进行Radon变换得到的投影，它既利用了光学元件波前的所有有效数据，又沿袭了一维功率谱密度简明直观的特点。虽然功率谱密度坍陷在结果的表现形式和量纲方面与一维功率谱密度相同，但功率谱密度坍陷在评价光学元件波前频谱特性方面比用一维功率谱密度和二维功率谱密度更具优越性。
扼要介绍了光学元件波前二维功率谱密度的计算方法，并引入功率谱密度坍陷的概念描述光学元件波前频谱特性。功率谱密度坍陷是对二维功率谱密度在不同角度上进行Radon变换得到的投影，它既利用了光学元件波前的所有有效数据，又沿袭了一维功率谱密度简明直观的特点。虽然功率谱密度坍陷在结果的表现形式和量纲方面与一维功率谱密度相同，但功率谱密度坍陷在评价光学元件波前频谱特性方面比用一维功率谱密度和二维功率谱密度更具优越性。
2005, 17.
摘要:
用波长为1 064 nm、脉宽为5 ms的激光辐照SONY ICX055BL可见光硅CCD器件，实验中由图像采集卡采集得到相机的视频输出，同时用示波器检测ICX055BL的输出信号和垂直输出时钟信号。结果表明，在脉冲激光的辐照下，器件比较容易被破坏。研究中将器件作为一个功能整体，破坏机理分析不只局限于CCD的探测、电荷存储、电荷转移的MOS结构部分。结合实验结果和CCD器件的电路特点，初步判断该器件的破坏机理为电路破坏，脉冲激光所产生的信号电荷冲坏了复位的场效应管，使器件整体永久失效。
用波长为1 064 nm、脉宽为5 ms的激光辐照SONY ICX055BL可见光硅CCD器件，实验中由图像采集卡采集得到相机的视频输出，同时用示波器检测ICX055BL的输出信号和垂直输出时钟信号。结果表明，在脉冲激光的辐照下，器件比较容易被破坏。研究中将器件作为一个功能整体，破坏机理分析不只局限于CCD的探测、电荷存储、电荷转移的MOS结构部分。结合实验结果和CCD器件的电路特点，初步判断该器件的破坏机理为电路破坏，脉冲激光所产生的信号电荷冲坏了复位的场效应管，使器件整体永久失效。
2005, 17.
摘要:
利用哈尔滨工业大学的毛细管放电装置的放电参数，对放电过程中毛细管内初始氩气密度的变化对等离子体状态和类氖氩离子3p-3s跃迁线的增益系统的影响进行了全过程的理论模拟计算。给出了毛细管放电中等离子体状态和增益系数的空间分布的时间演变过程。理论计算表明能够出现增益的密度范围比较宽，这对于实验是有利的。现有放电参数下，选取初始氩气密度在气压为40~80 Pa情况对获取好的实现结果是比较理想的。
利用哈尔滨工业大学的毛细管放电装置的放电参数，对放电过程中毛细管内初始氩气密度的变化对等离子体状态和类氖氩离子3p-3s跃迁线的增益系统的影响进行了全过程的理论模拟计算。给出了毛细管放电中等离子体状态和增益系数的空间分布的时间演变过程。理论计算表明能够出现增益的密度范围比较宽，这对于实验是有利的。现有放电参数下，选取初始氩气密度在气压为40~80 Pa情况对获取好的实现结果是比较理想的。
2005, 17.
摘要:
利用大气光学质量和大气气溶胶光学厚度的经验公式，由HITRAN数据库获得大气分子谱线参数，基于辐射传输方程，给出了晴朗无云天空光谱辐射的近似计算模型。根据该近似计算模型对晴朗无云天空光谱辐射亮度进行的计算结果表明：天空光谱辐射亮度曲线上存在明显的O2和H2O吸收线；晴朗无云天空辐射的光谱分布偏蓝，天空亮度主要集中在短波段部分；太阳角小的天空光谱亮度出现“红移”现象；由于大气厚度变大，近地平的天空辐射亮度较大。
利用大气光学质量和大气气溶胶光学厚度的经验公式，由HITRAN数据库获得大气分子谱线参数，基于辐射传输方程，给出了晴朗无云天空光谱辐射的近似计算模型。根据该近似计算模型对晴朗无云天空光谱辐射亮度进行的计算结果表明：天空光谱辐射亮度曲线上存在明显的O2和H2O吸收线；晴朗无云天空辐射的光谱分布偏蓝，天空亮度主要集中在短波段部分；太阳角小的天空光谱亮度出现“红移”现象；由于大气厚度变大，近地平的天空辐射亮度较大。
2005, 17.
摘要:
基于不同波长的光闪烁，采用修正的大气湍流Hill谱模型，提出了一种同时反演大气湍流内尺度及折射率结构常数的方法。假定内尺度在某一个范围内取值，对于不同波长的闪烁指数，如果当内尺度取某一定值时，由光传输理论计算的C2n(λ1,…)和C2n (λ2,…)相等，反演成功。根据此原理设计了三波长闪烁计并在某地进行了外场测量。近地面大气湍流的内尺度一般在2~10 mm之间，且随折射率结构常数（其量级为10-16~10-13）的变化而变化，两者之间存在一定的正相关；任意两波长组合进行反演得到的内尺度(或折射率结构常数)值具有自洽性，其相关系数的最小值为0.81，因此证明了该方法的可行性。
基于不同波长的光闪烁，采用修正的大气湍流Hill谱模型，提出了一种同时反演大气湍流内尺度及折射率结构常数的方法。假定内尺度在某一个范围内取值，对于不同波长的闪烁指数，如果当内尺度取某一定值时，由光传输理论计算的C2n(λ1,…)和C2n (λ2,…)相等，反演成功。根据此原理设计了三波长闪烁计并在某地进行了外场测量。近地面大气湍流的内尺度一般在2~10 mm之间，且随折射率结构常数（其量级为10-16~10-13）的变化而变化，两者之间存在一定的正相关；任意两波长组合进行反演得到的内尺度(或折射率结构常数)值具有自洽性，其相关系数的最小值为0.81，因此证明了该方法的可行性。
2005, 17.
摘要:
采用脉宽500 fs，脉冲能量250 μJ的超短脉冲激光辐照线阵CCD探测器，观察到了CCD从线性响应到像元饱和、饱和串音直至硬损伤的整个过程，并着重对两种辐照能量密度下的硬损伤机理进行了理论分析。结果表明：激光能量密度为0.45 μJ/cm2时，达到像元饱和；能量密度为0.14 J/cm2时，辐照6个脉冲后实现了CCD器件的硬损伤，硬损伤源于晶格被加热并汽化形成等离子体；能量密度为1.41 J/cm2时，单个脉冲就使CCD器件的输出波形无法辨认，2个脉冲后CCD器件没有任何信号输出，硬破坏源于电荷分离形成的电场库仑力。
采用脉宽500 fs，脉冲能量250 μJ的超短脉冲激光辐照线阵CCD探测器，观察到了CCD从线性响应到像元饱和、饱和串音直至硬损伤的整个过程，并着重对两种辐照能量密度下的硬损伤机理进行了理论分析。结果表明：激光能量密度为0.45 μJ/cm2时，达到像元饱和；能量密度为0.14 J/cm2时，辐照6个脉冲后实现了CCD器件的硬损伤，硬损伤源于晶格被加热并汽化形成等离子体；能量密度为1.41 J/cm2时，单个脉冲就使CCD器件的输出波形无法辨认，2个脉冲后CCD器件没有任何信号输出，硬破坏源于电荷分离形成的电场库仑力。
2005, 17.
摘要:
采用分层蒸镀法，在玻璃基片上依次蒸镀二氨基二苯醚（ODA）和均苯四甲酸二酐（PMDA）两种单体，然后在空气环境中对样品进行不同温度和时间的热亚胺化处理，使二者在交界面上反应生成聚酰亚胺。经加热150 ℃ 1 h然后经350 ℃ 2 h处理的样品，在脱膜后能制备出直径1.8 cm，厚度为100 nm的聚酰亚胺自支撑薄膜。用FTIR测量了自支撑薄膜的红外光谱，特征吸收峰的分析表明薄膜已基本上完全亚胺化。用原子力显微镜分析了浮法玻璃衬底上聚酰亚胺薄膜的表面形貌，结果表明以ODA作为内层制备的膜层表面更光滑平整。
采用分层蒸镀法，在玻璃基片上依次蒸镀二氨基二苯醚（ODA）和均苯四甲酸二酐（PMDA）两种单体，然后在空气环境中对样品进行不同温度和时间的热亚胺化处理，使二者在交界面上反应生成聚酰亚胺。经加热150 ℃ 1 h然后经350 ℃ 2 h处理的样品，在脱膜后能制备出直径1.8 cm，厚度为100 nm的聚酰亚胺自支撑薄膜。用FTIR测量了自支撑薄膜的红外光谱，特征吸收峰的分析表明薄膜已基本上完全亚胺化。用原子力显微镜分析了浮法玻璃衬底上聚酰亚胺薄膜的表面形貌，结果表明以ODA作为内层制备的膜层表面更光滑平整。
2005, 17.
摘要:
利用螺旋波等离子体化学气相沉积(HWP-CVD)技术,以氢气为反应气体产生等离子体。通过采集氢的可见到紫外发射光谱，对等离子体进行了原位诊断，由氢Balmer系分析得到了不同实验参数对激发态氢原子相对密度的影响，通过对Fulcher带的分析，得到实验参数对氢振动温度的影响。结果表明：低压氢等离子体状态可借用日冕模型来诊断；激发态氢原子密度随入射功率增加而增加，随压强增加而减少，氢分子振动温度随压强增加先增大后减小；电子温度和电子密度是低压氢等离子体状态变化的关键因素。
利用螺旋波等离子体化学气相沉积(HWP-CVD)技术,以氢气为反应气体产生等离子体。通过采集氢的可见到紫外发射光谱，对等离子体进行了原位诊断，由氢Balmer系分析得到了不同实验参数对激发态氢原子相对密度的影响，通过对Fulcher带的分析，得到实验参数对氢振动温度的影响。结果表明：低压氢等离子体状态可借用日冕模型来诊断；激发态氢原子密度随入射功率增加而增加，随压强增加而减少，氢分子振动温度随压强增加先增大后减小；电子温度和电子密度是低压氢等离子体状态变化的关键因素。
2005, 17.
摘要:
分析了几种可能的实际蒸发源与薄膜均匀性的关系，其中包括扩展的平面蒸发源和曲面蒸发源。通过实验论证了薄膜均匀性对蒸发源尺寸和蒸发特性的依赖关系。得到的分析结果表明：当蒸发源半径和夹具高度的比值小于1/17时，蒸发源可以被视为一个点面源；大于 1/10时，应当把蒸发源视为面面源进行考虑。当挖坑深度和蒸发源半径的比值介于0和0.5之间时,挖坑对薄膜均匀性造成的影响基本可以忽略；大于0.6时，挖坑效应明显影响薄膜的均匀性。
分析了几种可能的实际蒸发源与薄膜均匀性的关系，其中包括扩展的平面蒸发源和曲面蒸发源。通过实验论证了薄膜均匀性对蒸发源尺寸和蒸发特性的依赖关系。得到的分析结果表明：当蒸发源半径和夹具高度的比值小于1/17时，蒸发源可以被视为一个点面源；大于 1/10时，应当把蒸发源视为面面源进行考虑。当挖坑深度和蒸发源半径的比值介于0和0.5之间时,挖坑对薄膜均匀性造成的影响基本可以忽略；大于0.6时，挖坑效应明显影响薄膜的均匀性。
2005, 17.
摘要:
实验证实双层金属丝阵负载Z箍缩内爆等离子体产生的X光辐射源，与单层丝阵负载相比可以提高40%的功率。为了优化Z装置上双层丝阵负载实验方案的设计，从内爆动力学过程和Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性发展过程进行了理论分析。分析表明：双层丝阵负载实验不会提高X光辐射的总能量，但可以明显地提高辐射功率；双层丝阵的外半径应与单层丝阵负载优化方案的半径相一致；双层丝阵内、外层质量的选取应以优化的单层丝阵内爆到心时间为标准；内层丝阵置于外层丝阵半径的正中位置上，更有利于抑制RT不稳定性。
实验证实双层金属丝阵负载Z箍缩内爆等离子体产生的X光辐射源，与单层丝阵负载相比可以提高40%的功率。为了优化Z装置上双层丝阵负载实验方案的设计，从内爆动力学过程和Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性发展过程进行了理论分析。分析表明：双层丝阵负载实验不会提高X光辐射的总能量，但可以明显地提高辐射功率；双层丝阵的外半径应与单层丝阵负载优化方案的半径相一致；双层丝阵内、外层质量的选取应以优化的单层丝阵内爆到心时间为标准；内层丝阵置于外层丝阵半径的正中位置上，更有利于抑制RT不稳定性。
2005, 17.
摘要:
用第一性原理研究了KH2PO4(KDP)晶体中性本征点缺陷的形成能并计算了常温下点缺陷的浓度。计算得到中性填隙氢原子的形成能为2.05 eV，进而得到298 K下的浓度约为1.21×10-17 mol/L。由于填隙氢原子在带隙中形成缺陷能级，并使能隙降低了2.6 eV, 因此消除填隙氢原子有利于提高晶体在355 nm附近的激光损伤阈值。计算得到的氧间隙、氧空位、钾空位和氢空位的形成能分别为0.60、5.25、6.50 和6.58 eV，常温下它们在晶体中也以较高的浓度存在。钾空位使晶胞体积增大约3.2%，并可能提高晶体电导率，从而降低光损伤阈值。P取代K的反位结构缺陷形成能尽管较低(4.1 eV), 但由于晶体生长溶液中P是以PO4四面体的形式存在，故此点缺陷的存在几率很小。
用第一性原理研究了KH2PO4(KDP)晶体中性本征点缺陷的形成能并计算了常温下点缺陷的浓度。计算得到中性填隙氢原子的形成能为2.05 eV，进而得到298 K下的浓度约为1.21×10-17 mol/L。由于填隙氢原子在带隙中形成缺陷能级，并使能隙降低了2.6 eV, 因此消除填隙氢原子有利于提高晶体在355 nm附近的激光损伤阈值。计算得到的氧间隙、氧空位、钾空位和氢空位的形成能分别为0.60、5.25、6.50 和6.58 eV，常温下它们在晶体中也以较高的浓度存在。钾空位使晶胞体积增大约3.2%，并可能提高晶体电导率，从而降低光损伤阈值。P取代K的反位结构缺陷形成能尽管较低(4.1 eV), 但由于晶体生长溶液中P是以PO4四面体的形式存在，故此点缺陷的存在几率很小。
2005, 17.
摘要:
根据原型装置主放大系统组合式四程放大结构的特点，计算分析了放大过程中注入能量、放大增益及损耗的微小起伏对系统输出能量稳定性的影响。根据原型装置集成实验结果，分析了目前原型装置单路输出能量稳定性水平。研究结果表明：注入能量越大，其变化对输出能量影响越小；小信号增益系数对输出能量的影响明显大于注入能量；系统输出能量稳定性对腔内光学元件的透过率变化要求高于腔外光学元件。在3 ns基频光输出达标点处要使输出能量不稳定性控制在5%以内，注入能量起伏要低于10%，腔内放大片小信号增益系数起伏要低于1%，腔内光学系统损耗起伏要低于2%。
根据原型装置主放大系统组合式四程放大结构的特点，计算分析了放大过程中注入能量、放大增益及损耗的微小起伏对系统输出能量稳定性的影响。根据原型装置集成实验结果，分析了目前原型装置单路输出能量稳定性水平。研究结果表明：注入能量越大，其变化对输出能量影响越小；小信号增益系数对输出能量的影响明显大于注入能量；系统输出能量稳定性对腔内光学元件的透过率变化要求高于腔外光学元件。在3 ns基频光输出达标点处要使输出能量不稳定性控制在5%以内，注入能量起伏要低于10%，腔内放大片小信号增益系数起伏要低于1%，腔内光学系统损耗起伏要低于2%。
2005, 17.
摘要:
报道了研制快点火物理实验用带金锥固体球壳靶时，采用多次乳化技术制备聚合物空心微球，精密车床加工和电镀技术制备金锥，精密加工实现聚合物微球表面打孔的工艺。窄分布聚苯乙烯制备的空心微球直径与壁厚分布较窄。电镀液的配方、pH值、镀前处理、尖端效应等对镀层的表面质量和镀层与芯轴之间的结合力有重要的影响。采用精密车床加工可以在聚合物微球表面获得直径约120 μm的孔，初步实现金锥与聚合物微球的连接。
报道了研制快点火物理实验用带金锥固体球壳靶时，采用多次乳化技术制备聚合物空心微球，精密车床加工和电镀技术制备金锥，精密加工实现聚合物微球表面打孔的工艺。窄分布聚苯乙烯制备的空心微球直径与壁厚分布较窄。电镀液的配方、pH值、镀前处理、尖端效应等对镀层的表面质量和镀层与芯轴之间的结合力有重要的影响。采用精密车床加工可以在聚合物微球表面获得直径约120 μm的孔，初步实现金锥与聚合物微球的连接。
2005, 17.
摘要:
主要研究了阴阳极等离子体运动对“闪光二号”加速器强箍缩离子束二极管束流特性的影响。给出了考虑阴阳极产生的等离子体运动对二极管间隙影响的Child-langmuir流、弱聚焦流、强聚焦流和饱和顺位流4个阶段的离子流和二极管总束流修正公式，利用这些修正公式计算的二极管总束流和离子束流强度与实测结果符合很好，在此基础上分析了提高离子束流强度和效率的方法，通过调整加速器参数，实验得到了峰值能量约500 keV，峰值电流约160 kA的高功率离子束。
主要研究了阴阳极等离子体运动对“闪光二号”加速器强箍缩离子束二极管束流特性的影响。给出了考虑阴阳极产生的等离子体运动对二极管间隙影响的Child-langmuir流、弱聚焦流、强聚焦流和饱和顺位流4个阶段的离子流和二极管总束流修正公式，利用这些修正公式计算的二极管总束流和离子束流强度与实测结果符合很好，在此基础上分析了提高离子束流强度和效率的方法，通过调整加速器参数，实验得到了峰值能量约500 keV，峰值电流约160 kA的高功率离子束。
2005, 17.
摘要:
主要介绍了兰州重离子加速器冷却储存环CSR控制网的建立及测量分析方法，详细说明了激光跟踪仪转站原理和计算机算法。根据一般大地测量采取的建网原则，首先用全站仪建立了初级控制网，在此基础上加密形成了由168个网点构成的主环控制网；然后运用激光跟踪仪及其配套软件测量了主环控制网，其网点的点位精度可达到0.08 mm。应用2005年3月控制网的测量结果对主环磁铁进行了调节，结果显示四极铁横向就位精度达到0.15 mm, 偏转角精度达到0.3 mrad。
主要介绍了兰州重离子加速器冷却储存环CSR控制网的建立及测量分析方法，详细说明了激光跟踪仪转站原理和计算机算法。根据一般大地测量采取的建网原则，首先用全站仪建立了初级控制网，在此基础上加密形成了由168个网点构成的主环控制网；然后运用激光跟踪仪及其配套软件测量了主环控制网，其网点的点位精度可达到0.08 mm。应用2005年3月控制网的测量结果对主环磁铁进行了调节，结果显示四极铁横向就位精度达到0.15 mm, 偏转角精度达到0.3 mrad。
2005, 17.
摘要:
针对固定间隙的上海深紫外自由电子激光（SDUV-FEL）混合型波荡器的端部，用Radia程序进行了模拟计算。在端部不加任何电磁线圈补偿的情况下，通过减小端部磁铁、磁极的体积和变动端部磁极位置的方法对波荡器磁场进行了优化，优化以后波荡器横向磁场的边缘场强度降到5×10-4 T（距离端部磁块边缘10 mm处），边缘场波形没有了明显突起，优化后的横向磁场的一次积分曲线和二次积分曲线都有很大改善，端口处的一次积分值、二次积分值接近于零。
针对固定间隙的上海深紫外自由电子激光（SDUV-FEL）混合型波荡器的端部，用Radia程序进行了模拟计算。在端部不加任何电磁线圈补偿的情况下，通过减小端部磁铁、磁极的体积和变动端部磁极位置的方法对波荡器磁场进行了优化，优化以后波荡器横向磁场的边缘场强度降到5×10-4 T（距离端部磁块边缘10 mm处），边缘场波形没有了明显突起，优化后的横向磁场的一次积分曲线和二次积分曲线都有很大改善，端口处的一次积分值、二次积分值接近于零。
2005, 17.
摘要:
使用Monte-Carlo程序MCNP在2维情况下模拟得到了高能通量脉冲电子束在钽金属靶中的能量沉积。根据能量沉积的模拟结果以及实验后靶上穿孔的大小和形貌，提出了电子束对不同结构钽金属靶破坏的物理机制。由于能量沉积的差异，1 mm实心靶中的热激波在一定时间内沿径向和轴向持续对靶材进行压缩，而在叠靶中这种压缩效果并不明显，因此实验后1 mm实心靶上穿孔的大小几乎是叠靶上的两倍。根据理论模型分析得到的靶材熔融喷射和层裂现象与实验结果相吻合。
使用Monte-Carlo程序MCNP在2维情况下模拟得到了高能通量脉冲电子束在钽金属靶中的能量沉积。根据能量沉积的模拟结果以及实验后靶上穿孔的大小和形貌，提出了电子束对不同结构钽金属靶破坏的物理机制。由于能量沉积的差异，1 mm实心靶中的热激波在一定时间内沿径向和轴向持续对靶材进行压缩，而在叠靶中这种压缩效果并不明显，因此实验后1 mm实心靶上穿孔的大小几乎是叠靶上的两倍。根据理论模型分析得到的靶材熔融喷射和层裂现象与实验结果相吻合。
2005, 17.
摘要:
为了降低500 mA直流高压加速管高梯度区的电位梯度，对加速管轴向绝缘结构进行优化设计。首先分析了沿面闪络的机理和该加速管轴向绝缘体结构。根据SEEA理论并通过数值模拟，发现阴极、真空和绝缘体三结合点处电场畸变是产生高场强的原因，并分别对4种绝缘体结构进行模拟分析，最终确定出比较理想的结构：绝缘体沿面与阴极电极夹角为+45°，绝缘体两端开槽并均匀嵌入金属电极环，绝缘体均匀嵌入阳极电极片内。
为了降低500 mA直流高压加速管高梯度区的电位梯度，对加速管轴向绝缘结构进行优化设计。首先分析了沿面闪络的机理和该加速管轴向绝缘体结构。根据SEEA理论并通过数值模拟，发现阴极、真空和绝缘体三结合点处电场畸变是产生高场强的原因，并分别对4种绝缘体结构进行模拟分析，最终确定出比较理想的结构：绝缘体沿面与阴极电极夹角为+45°，绝缘体两端开槽并均匀嵌入金属电极环，绝缘体均匀嵌入阳极电极片内。
2005, 17.
摘要:
开展了驱动电流为45，75和105 kA以及阴极直径分别为Φ20 mm和Φ40 mm下的等离子体断路开关性能实验研究。结果表明：随着发生器驱动电流增加，负载电流上升时间逐渐减小，最高电压倍增系数逐渐增加。与阴极直径为Φ20 mm的等离子体开关相比，阴极直径为Φ40 mm的等离子体开关导通时间和负载电流上升时间增加，开关电压和电流转换效率降低。实验获得的最高电压倍增系数和电流转换效率分别为4.9和97%，负载电流上升时间小于100 ns。
开展了驱动电流为45，75和105 kA以及阴极直径分别为Φ20 mm和Φ40 mm下的等离子体断路开关性能实验研究。结果表明：随着发生器驱动电流增加，负载电流上升时间逐渐减小，最高电压倍增系数逐渐增加。与阴极直径为Φ20 mm的等离子体开关相比，阴极直径为Φ40 mm的等离子体开关导通时间和负载电流上升时间增加，开关电压和电流转换效率降低。实验获得的最高电压倍增系数和电流转换效率分别为4.9和97%，负载电流上升时间小于100 ns。
2005, 17.
摘要:
频率自动调谐系统是聚束器的重要组成部分之一。频率调谐系统成功的研制和投入使用达到了使谐振腔体的固有谐振频率在22～54 MHz的范围内自动稳定在输入信号频率上的目的，频率自动微调系统达到了±5×10-6的频率稳定度，解决了由于腔体失谐所造成的高频电压滑落的问题，由此在腔体的加速缝隙间得到稳定的高频电压，保证了聚束器系统的高质量可靠运行。
频率自动调谐系统是聚束器的重要组成部分之一。频率调谐系统成功的研制和投入使用达到了使谐振腔体的固有谐振频率在22～54 MHz的范围内自动稳定在输入信号频率上的目的，频率自动微调系统达到了±5×10-6的频率稳定度，解决了由于腔体失谐所造成的高频电压滑落的问题，由此在腔体的加速缝隙间得到稳定的高频电压，保证了聚束器系统的高质量可靠运行。
2005, 17.
摘要:
作为一种新型功能材料，铁电阴极材料的研究日益受人们重视。对铁电材料进行电子发射试验时，偶然观测到材料压电系数随着电子发射次数的增多，其数值大小渐次先由高降低至零，然后又开始反向增大并逐渐稳定于某一绝对值,该绝对值略小于预极化初始值，而在这变化过程中，材料的电子发射电流密度基本恒定。对此进行重复验证以及系统考察发现，压电系数的这种变化规律，为铁电材料电子发射时所普遍遵循，这为铁电电子发射的机理研究探索又提供了一种新的实验现象。
作为一种新型功能材料，铁电阴极材料的研究日益受人们重视。对铁电材料进行电子发射试验时，偶然观测到材料压电系数随着电子发射次数的增多，其数值大小渐次先由高降低至零，然后又开始反向增大并逐渐稳定于某一绝对值,该绝对值略小于预极化初始值，而在这变化过程中，材料的电子发射电流密度基本恒定。对此进行重复验证以及系统考察发现，压电系数的这种变化规律，为铁电材料电子发射时所普遍遵循，这为铁电电子发射的机理研究探索又提供了一种新的实验现象。
2005, 17.
摘要:
讨论了高功率微波源模拟中波导开放边界截断的需求，分析了不同类型完全匹配层(PML)的特点，选用卷积形式PML截断色散波导器件的开放边界。从自由空间电磁波的平面波解和分裂形式的PML出发，构造了未分裂形式的PML，用傅里叶变换的卷积定理，导出了直角坐标系下卷积完全匹配层(CPML)介质中电磁场的迭代形式的离散方程。在不同频率和模式激励源作用下，模拟计算了CPML截断矩形波导开放边界的性能，数值结果表明最大相对误差都小于-70 dB，远好于Mur吸收边界的截断效果。
讨论了高功率微波源模拟中波导开放边界截断的需求，分析了不同类型完全匹配层(PML)的特点，选用卷积形式PML截断色散波导器件的开放边界。从自由空间电磁波的平面波解和分裂形式的PML出发，构造了未分裂形式的PML，用傅里叶变换的卷积定理，导出了直角坐标系下卷积完全匹配层(CPML)介质中电磁场的迭代形式的离散方程。在不同频率和模式激励源作用下，模拟计算了CPML截断矩形波导开放边界的性能，数值结果表明最大相对误差都小于-70 dB，远好于Mur吸收边界的截断效果。
2005, 17.
摘要:
从传输线模型出发，通过建立雷电回击通道、大地和电力线系统一体化模型，采用时域有限差分法计算得出雷电回击电流的近场分布，将场值代入离散的传输线方程后，计算了架空电力线终端的感应过电压。通过对多导体架空线和单导体线终端感应过电压的分析，发现由于其它导体的存在，多导体系统中单根导体两端的感应电压峰值比相同高度处单一导体两端的感应电压峰值低10%～20%；并且对于垂直导体结构，最小感应电压产生在距离地面最近的导体上；而对于水平导体结构，最小感应电压产生在中间导体上。
从传输线模型出发，通过建立雷电回击通道、大地和电力线系统一体化模型，采用时域有限差分法计算得出雷电回击电流的近场分布，将场值代入离散的传输线方程后，计算了架空电力线终端的感应过电压。通过对多导体架空线和单导体线终端感应过电压的分析，发现由于其它导体的存在，多导体系统中单根导体两端的感应电压峰值比相同高度处单一导体两端的感应电压峰值低10%～20%；并且对于垂直导体结构，最小感应电压产生在距离地面最近的导体上；而对于水平导体结构，最小感应电压产生在中间导体上。
2005, 17.
摘要:
多腔回旋速调管中的调制腔采用内外腔同轴结构，对回旋电子注角向群聚起着关键作用。用场匹配理论及HFSS软件对调制腔冷腔特性进行了研究，对多种输入结构、耦合缝尺寸和方位、腔体长度、半径进行了模拟。分析表明，耦合狭缝中心线与输入波导轴线成45°，耦合缝长度达到0.72时，内外腔储能比值达到41.65；耦合缝尺寸对腔体Q值影响较大，但并非呈简单线性关系，并且Q值对缝长的变化比缝宽的变化要敏感得多；而狭缝尺寸变化对谐振频率的影响不大；计算了内外腔储能，得到了模式转换效率高、内外腔储能比高、性能优良的调制腔。
多腔回旋速调管中的调制腔采用内外腔同轴结构，对回旋电子注角向群聚起着关键作用。用场匹配理论及HFSS软件对调制腔冷腔特性进行了研究，对多种输入结构、耦合缝尺寸和方位、腔体长度、半径进行了模拟。分析表明，耦合狭缝中心线与输入波导轴线成45°，耦合缝长度达到0.72时，内外腔储能比值达到41.65；耦合缝尺寸对腔体Q值影响较大，但并非呈简单线性关系，并且Q值对缝长的变化比缝宽的变化要敏感得多；而狭缝尺寸变化对谐振频率的影响不大；计算了内外腔储能，得到了模式转换效率高、内外腔储能比高、性能优良的调制腔。
2005, 17.
摘要:
以环形电子注驱动的、正弦型周期慢波结构的相对论返波管（RBWO）为模型，理论推导出RBWO慢波结构的色散方程，画出了不包括和包括电子注的色散曲线，然后采用在复平面上绘制等高线图进行逼近的方法对注-波作用不稳定区工作频率的实部和虚部进行了求解，绘出了完整的包括电子注的慢波结构色散关系曲线，并估算了微波的时间增长率和能量转换效率。研究得出：当a（电子注电流参数）较大时，电磁波与慢电荷波的相互作用是不稳定的；而在a较小时，注-波相互作用具有明显的三波作用的特点；微波增长是通过注-波不稳定作用引起的；随着a的增大，微波时间增长率先增大后减小，在a为0.02时有最大值1.37，此时的能量转换效率为19%；增大电子注半径或慢波结构的波纹深度都可以增强注-波不稳定作用。
以环形电子注驱动的、正弦型周期慢波结构的相对论返波管（RBWO）为模型，理论推导出RBWO慢波结构的色散方程，画出了不包括和包括电子注的色散曲线，然后采用在复平面上绘制等高线图进行逼近的方法对注-波作用不稳定区工作频率的实部和虚部进行了求解，绘出了完整的包括电子注的慢波结构色散关系曲线，并估算了微波的时间增长率和能量转换效率。研究得出：当a（电子注电流参数）较大时，电磁波与慢电荷波的相互作用是不稳定的；而在a较小时，注-波相互作用具有明显的三波作用的特点；微波增长是通过注-波不稳定作用引起的；随着a的增大，微波时间增长率先增大后减小，在a为0.02时有最大值1.37，此时的能量转换效率为19%；增大电子注半径或慢波结构的波纹深度都可以增强注-波不稳定作用。
2005, 17.
摘要:
针对在缝隙耦合研究中，对金属板接合处搭接缝隙电磁特性的讨论相对较少的情况，应用时域有限差分方法模拟了强电磁脉冲对搭接缝隙的耦合穿透过程，计算了缝隙口径面等效面磁流和进入另一空间的透射场。为便于由等效磁流外推透射场，应用等效原理将电磁流在1/4空间的辐射等效为电磁流及其镜像在自由空间的辐射，避免了计算搭接缝隙边界情形下空间格林函数的困难。外推时采用分区外推法节省了计算时间。最后通过分析耦合场的变化曲线，总结了耦合共振规律。
针对在缝隙耦合研究中，对金属板接合处搭接缝隙电磁特性的讨论相对较少的情况，应用时域有限差分方法模拟了强电磁脉冲对搭接缝隙的耦合穿透过程，计算了缝隙口径面等效面磁流和进入另一空间的透射场。为便于由等效磁流外推透射场，应用等效原理将电磁流在1/4空间的辐射等效为电磁流及其镜像在自由空间的辐射，避免了计算搭接缝隙边界情形下空间格林函数的困难。外推时采用分区外推法节省了计算时间。最后通过分析耦合场的变化曲线，总结了耦合共振规律。
