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RSS2005年 17卷 第11期
推荐文章
2005, 17.
摘要:
为了测量高功率激光传输系统中大口径高反射率元件，研制了一种镜面扫描的精密测量系统。介绍了该系统的结构及其工作原理，分析了影响系统测量精度的因素，理论上估算的测量精度为2×10-5。在直腔下对该系统的性能进行了实验测试，分析表明，系统的测量不确定度优于2.052 28×10-5，最大测量误差为3.554 04×10-5，与理论预计结果吻合较好。对大口径元件进行的多次实验扫描测试，结果显示，镀膜加工误差导致反射率分布是关于镜面中心呈旋转对称。该系统的使用大大简化了元件表面反射率分布的测量。
为了测量高功率激光传输系统中大口径高反射率元件，研制了一种镜面扫描的精密测量系统。介绍了该系统的结构及其工作原理，分析了影响系统测量精度的因素，理论上估算的测量精度为2×10-5。在直腔下对该系统的性能进行了实验测试，分析表明，系统的测量不确定度优于2.052 28×10-5，最大测量误差为3.554 04×10-5，与理论预计结果吻合较好。对大口径元件进行的多次实验扫描测试，结果显示，镀膜加工误差导致反射率分布是关于镜面中心呈旋转对称。该系统的使用大大简化了元件表面反射率分布的测量。
2005, 17.
摘要:
在驻波场理论基础上，用表面和界面强吸收理论模型，计算出了激光辐照下两种不同反射膜系中温度场的“多峰”分布特性，分析了激光对薄膜的热力损伤特性、主要破坏模式和阈值条件。结果表明，光学薄膜对激光能量的吸收，主要由驻波场分布及膜层的消光系数决定；膜系表面的杂质吸附层和界面吸收层是膜系的主要能量沉积区，从而在这些界面形成温度场的“多峰”分布，界面因此成为最容易受激光损伤的部分。导致光学薄膜激光损伤的主要模式为膜层熔融和脱落两种。如果膜层中含有杂质，则容易诱导杂质处膜层剥落破坏。
在驻波场理论基础上，用表面和界面强吸收理论模型，计算出了激光辐照下两种不同反射膜系中温度场的“多峰”分布特性，分析了激光对薄膜的热力损伤特性、主要破坏模式和阈值条件。结果表明，光学薄膜对激光能量的吸收，主要由驻波场分布及膜层的消光系数决定；膜系表面的杂质吸附层和界面吸收层是膜系的主要能量沉积区，从而在这些界面形成温度场的“多峰”分布，界面因此成为最容易受激光损伤的部分。导致光学薄膜激光损伤的主要模式为膜层熔融和脱落两种。如果膜层中含有杂质，则容易诱导杂质处膜层剥落破坏。
2005, 17.
摘要:
由于硝酸钡晶体具有很强的对称振动(频率1 047 cm-1)和较高的拉曼增益，可以用来产生受激拉曼激光。采用单端泵浦的外置拉曼振荡腔与双棱镜分光装置进行了硝酸钡晶体拉曼激光实验，泵浦源为倍频Nd: YAG的532 nm激光，硝酸钡晶体通过水溶液降温法生长，尺寸为10 mm×10 mm×48 mm，采用特殊镀膜的腔镜对各阶斯托克斯光进行优化选择。在泵浦源达到65 mJ时，获得21 mJ一阶斯托克斯光，输出波长为563 nm，以及16 mJ的二阶斯托克斯光，输出波长为599 nm，受激拉曼散射SRS最大的整体转换效率（包含一阶、二阶斯托克斯光之和）为56.3%。
由于硝酸钡晶体具有很强的对称振动(频率1 047 cm-1)和较高的拉曼增益，可以用来产生受激拉曼激光。采用单端泵浦的外置拉曼振荡腔与双棱镜分光装置进行了硝酸钡晶体拉曼激光实验，泵浦源为倍频Nd: YAG的532 nm激光，硝酸钡晶体通过水溶液降温法生长，尺寸为10 mm×10 mm×48 mm，采用特殊镀膜的腔镜对各阶斯托克斯光进行优化选择。在泵浦源达到65 mJ时，获得21 mJ一阶斯托克斯光，输出波长为563 nm，以及16 mJ的二阶斯托克斯光，输出波长为599 nm，受激拉曼散射SRS最大的整体转换效率（包含一阶、二阶斯托克斯光之和）为56.3%。
2005, 17.
摘要:
采用3维实体单元模拟激光辐照下静止及旋转充压柱壳的应力和应变分布，分析了柱壳可能发生破坏的位置和条件。通过对计算结果的分析表明，对于激光辐照下静止及旋转充压柱壳，裂纹都有可能在光斑边缘附近产生。但由于在旋转充压柱壳上，在过光斑中心圆周上有高应力带状区域，因此旋转柱壳有可能在这一环带区域也发生破坏。在相同的激光加载条件下，静止充压柱壳更容易在局部区域开始发生破坏。
采用3维实体单元模拟激光辐照下静止及旋转充压柱壳的应力和应变分布，分析了柱壳可能发生破坏的位置和条件。通过对计算结果的分析表明，对于激光辐照下静止及旋转充压柱壳，裂纹都有可能在光斑边缘附近产生。但由于在旋转充压柱壳上，在过光斑中心圆周上有高应力带状区域，因此旋转柱壳有可能在这一环带区域也发生破坏。在相同的激光加载条件下，静止充压柱壳更容易在局部区域开始发生破坏。
2005, 17.
摘要:
使用了一种新的方法来计算燃烧驱动DF激光器燃烧室多组分化学反应流场。首先引入了元素的分布方程，然后根据化学平衡的热力计算方法求解每一位置的组分及温度。这样，在计算低速流场时，就避免了处理化学反应源项引起的数值计算过程中的方程刚性问题，也减少了组分方程的数量。结果显示,这种燃烧室的注氦方式能够在一定程度上冷却燃烧室壁面。
使用了一种新的方法来计算燃烧驱动DF激光器燃烧室多组分化学反应流场。首先引入了元素的分布方程，然后根据化学平衡的热力计算方法求解每一位置的组分及温度。这样，在计算低速流场时，就避免了处理化学反应源项引起的数值计算过程中的方程刚性问题，也减少了组分方程的数量。结果显示,这种燃烧室的注氦方式能够在一定程度上冷却燃烧室壁面。
2005, 17.
摘要:
研究了逆流相对论电子与激光脉冲相互作用获得激光同步辐射的频率上移、微分散射截面等特性。发现逆流相对论电子与短脉冲激光相互作用，可以获得阿秒X射线辐射脉冲。短脉冲激光条件下得到的后向散射光的频率上移与长脉冲激光条件下得到的后向散射光的频率上移是完全一致的，同时发现随着入射电子初始能量的增加，散射光的准直性越来越好，后向散射光脉冲的脉宽越来越短。
研究了逆流相对论电子与激光脉冲相互作用获得激光同步辐射的频率上移、微分散射截面等特性。发现逆流相对论电子与短脉冲激光相互作用，可以获得阿秒X射线辐射脉冲。短脉冲激光条件下得到的后向散射光的频率上移与长脉冲激光条件下得到的后向散射光的频率上移是完全一致的，同时发现随着入射电子初始能量的增加，散射光的准直性越来越好，后向散射光脉冲的脉宽越来越短。
2005, 17.
摘要:
实验研究了宽接触条形双外腔反馈半导体激光器，在该激光器的输出表面镀增透膜，反馈是由高反射率平面镜和闪耀光栅组成，通过调整平面镜和光栅的倾斜角度，使得特定的空间模式和纵模注入半导体激光器，使之产生振荡，并抑制了激光腔内振荡的其他横模和纵模数，从而输出单瓣近衍射极限的激光束。同时在腔内插入标准具，使得输出激光线宽达到0.02 nm，输出功率在150 mW。输出光束的光束质量因子M2为1.16。
实验研究了宽接触条形双外腔反馈半导体激光器，在该激光器的输出表面镀增透膜，反馈是由高反射率平面镜和闪耀光栅组成，通过调整平面镜和光栅的倾斜角度，使得特定的空间模式和纵模注入半导体激光器，使之产生振荡，并抑制了激光腔内振荡的其他横模和纵模数，从而输出单瓣近衍射极限的激光束。同时在腔内插入标准具，使得输出激光线宽达到0.02 nm，输出功率在150 mW。输出光束的光束质量因子M2为1.16。
2005, 17.
摘要:
Nd:YAG二倍频激光(532 nm)泵浦H2中的受激喇曼散射产生多级斯托克斯。其中一级、二级和三级斯托克斯的最高量子转换效率分别可达66%，60%和19%。在0.44 MPa下，可同时获得1 579 nm(19%)，954 nm(30%)，683 nm(33%)，532 nm(14%)，436 nm(3.7%)和368 nm(1.4%)的多波长输出。H2压力对多级斯托克斯转换有显著影响：高气压有利于产生高效的一级斯托克斯，而低气压则适合于高级斯托克斯和反斯托克斯的产生。
Nd:YAG二倍频激光(532 nm)泵浦H2中的受激喇曼散射产生多级斯托克斯。其中一级、二级和三级斯托克斯的最高量子转换效率分别可达66%，60%和19%。在0.44 MPa下，可同时获得1 579 nm(19%)，954 nm(30%)，683 nm(33%)，532 nm(14%)，436 nm(3.7%)和368 nm(1.4%)的多波长输出。H2压力对多级斯托克斯转换有显著影响：高气压有利于产生高效的一级斯托克斯，而低气压则适合于高级斯托克斯和反斯托克斯的产生。
2005, 17.
摘要:
根据光电探测器的“猫眼效应”，针对成像光学系统的视轴，从理论上分析了利用激光对超视距系统进行视轴对准的可行性，特别分析了激光器输出功率参数、接收探测器焦平面是否离焦等关键参数。研究结果表明，基于“猫眼效应”的超视距系统进行视轴对准在理论上和实验设计上是可行的。
根据光电探测器的“猫眼效应”，针对成像光学系统的视轴，从理论上分析了利用激光对超视距系统进行视轴对准的可行性，特别分析了激光器输出功率参数、接收探测器焦平面是否离焦等关键参数。研究结果表明，基于“猫眼效应”的超视距系统进行视轴对准在理论上和实验设计上是可行的。
2005, 17.
摘要:
从亥姆霍兹方程出发，考虑透镜的色差和球差，得到了超短脉冲经过小数值口径透镜后光场的解析表达式；利用数值模拟得到了旁轴焦平面和边缘焦平面上光场强度的时空分布，以及聚焦区域内轴上点的强度分布图，并分析了色差和球差的大小对它们的影响。由于通过透镜中心和边缘之间的大部分脉冲产生了干涉相消，因此在旁轴焦平面与边缘焦平面上都出现前、后两个峰值相差很大的脉冲，并且随着球差的增大，两峰值差更大了；聚焦区域内轴上点的强度分布基本是对称的，强度最大点不是出现在旁轴和边缘焦平面上，而是在它们之间的某个位置，并且随着球差的增加，该位置将向聚焦区域的边缘靠近。
从亥姆霍兹方程出发，考虑透镜的色差和球差，得到了超短脉冲经过小数值口径透镜后光场的解析表达式；利用数值模拟得到了旁轴焦平面和边缘焦平面上光场强度的时空分布，以及聚焦区域内轴上点的强度分布图，并分析了色差和球差的大小对它们的影响。由于通过透镜中心和边缘之间的大部分脉冲产生了干涉相消，因此在旁轴焦平面与边缘焦平面上都出现前、后两个峰值相差很大的脉冲，并且随着球差的增大，两峰值差更大了；聚焦区域内轴上点的强度分布基本是对称的，强度最大点不是出现在旁轴和边缘焦平面上，而是在它们之间的某个位置，并且随着球差的增加，该位置将向聚焦区域的边缘靠近。
2005, 17.
摘要:
报道了一种符合工业应用的四棒谐振腔连续Nd:YAG激光器。实验中采用对称放置方式四棒串接谐振腔得到2 105 W的平均功率输出，光束参数积24 mm·mrad，系统总光电转换效率达到3.5%。还对影响激光器工作的因素进行了理论分析。
报道了一种符合工业应用的四棒谐振腔连续Nd:YAG激光器。实验中采用对称放置方式四棒串接谐振腔得到2 105 W的平均功率输出，光束参数积24 mm·mrad，系统总光电转换效率达到3.5%。还对影响激光器工作的因素进行了理论分析。
2005, 17.
摘要:
采用几何分析的方法研究激光加热运动圆柱体的过程，在说明加热线型的概念和意义后，讨论了在地平面上各点处所具有的加热线型的时间宽度，从而指出，为了激光有效加热运动圆柱体，激光器应当怎样在地平面上放置的原则。即根据激光器有效工作时间与圆柱体抛射时间的比例关系选择一定的相对时间宽度等值线，以此等值线为界在地平面上划出一有效区域，并从中选取距离轨道最近的点作为激光器的放置点。当考虑大气对激光的衰减作用时，激光以小于一定入射角阈值进行动态加热的总能量将出现极大值，在此处放置激光器最有利于动态加热。
采用几何分析的方法研究激光加热运动圆柱体的过程，在说明加热线型的概念和意义后，讨论了在地平面上各点处所具有的加热线型的时间宽度，从而指出，为了激光有效加热运动圆柱体，激光器应当怎样在地平面上放置的原则。即根据激光器有效工作时间与圆柱体抛射时间的比例关系选择一定的相对时间宽度等值线，以此等值线为界在地平面上划出一有效区域，并从中选取距离轨道最近的点作为激光器的放置点。当考虑大气对激光的衰减作用时，激光以小于一定入射角阈值进行动态加热的总能量将出现极大值，在此处放置激光器最有利于动态加热。
2005, 17.
摘要:
针对大气中飞行器的等离子体隐身问题，数值计算了ns量级强激光击穿大气的阈值，讨论了一些相关条件对阈值的影响。结果表明：对于ns量级的入射激光，波长越长，大气的击穿阈值越小；气压越大，击穿阈值也越小；气体中存在的初始电子对不易产生光电离的长波长入射激光的击穿阈值，有明显的减少作用，但对短波长入射激光的击穿阈值几乎没有影响；脉宽越宽，激光辐照的时间越长，大气击穿的阈值越小。
针对大气中飞行器的等离子体隐身问题，数值计算了ns量级强激光击穿大气的阈值，讨论了一些相关条件对阈值的影响。结果表明：对于ns量级的入射激光，波长越长，大气的击穿阈值越小；气压越大，击穿阈值也越小；气体中存在的初始电子对不易产生光电离的长波长入射激光的击穿阈值，有明显的减少作用，但对短波长入射激光的击穿阈值几乎没有影响；脉宽越宽，激光辐照的时间越长，大气击穿的阈值越小。
2005, 17.
摘要:
以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源，采用酸碱二步催化溶胶-凝胶法，结合超临界干燥技术制备了超低密度SiO2气凝胶,最低密度为3.4 mg/cm3；进一步结合成型工艺，在解决了模具设计和脱模技术后制备了具有不同密度的柱状和微型套筒样品，密度10～50 mg/cm3。研究了水、催化剂、稀释剂对二步溶胶-凝胶过程的影响，获得了制备低密度SiO2气凝胶的最佳条件。利用扫描电镜、孔径分布及比表面积测试仪等对SiO2气凝胶微结构进行了研究。结果表明，获得的超低密度SiO2气凝胶具有较好的纳米网络，平均孔径18.9 nm，还具有高比表面积898 9 m2/g。
以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源，采用酸碱二步催化溶胶-凝胶法，结合超临界干燥技术制备了超低密度SiO2气凝胶,最低密度为3.4 mg/cm3；进一步结合成型工艺，在解决了模具设计和脱模技术后制备了具有不同密度的柱状和微型套筒样品，密度10～50 mg/cm3。研究了水、催化剂、稀释剂对二步溶胶-凝胶过程的影响，获得了制备低密度SiO2气凝胶的最佳条件。利用扫描电镜、孔径分布及比表面积测试仪等对SiO2气凝胶微结构进行了研究。结果表明，获得的超低密度SiO2气凝胶具有较好的纳米网络，平均孔径18.9 nm，还具有高比表面积898 9 m2/g。
2005, 17.
摘要:
介绍了基于啁啾脉冲放大（CPA）技术的100 TW级钛宝石激光装置SILEX-I。SILEX-I装置主要包括飞秒振荡器、Offner展宽器、多级放大器、以及对应的脉冲压缩器和靶室等。该装置可以输出5，30，100 TW级3个功率段，并分别配套相应的靶室系统，可以满足多种物理实验的需求。目前该装置的末级输出峰值功率达到286 TW，脉宽29.8 fs，靶面聚焦功率密度达到3.36×1020 W/cm2。
介绍了基于啁啾脉冲放大（CPA）技术的100 TW级钛宝石激光装置SILEX-I。SILEX-I装置主要包括飞秒振荡器、Offner展宽器、多级放大器、以及对应的脉冲压缩器和靶室等。该装置可以输出5，30，100 TW级3个功率段，并分别配套相应的靶室系统，可以满足多种物理实验的需求。目前该装置的末级输出峰值功率达到286 TW，脉宽29.8 fs，靶面聚焦功率密度达到3.36×1020 W/cm2。
2005, 17.
摘要:
结合均匀照明相位器件的设计实例，介绍最新提出的基于迭代框架的优化方法，并应用该方法设计制作了16台阶的衍射光学元件并对其进行了测试，验证了设计原理及方法的正确性，且对加工中可能出现的误差进行了分析和讨论。测试结果验证了采用多台阶相位结构的设计方案能有效提高工艺宽容度。
结合均匀照明相位器件的设计实例，介绍最新提出的基于迭代框架的优化方法，并应用该方法设计制作了16台阶的衍射光学元件并对其进行了测试，验证了设计原理及方法的正确性，且对加工中可能出现的误差进行了分析和讨论。测试结果验证了采用多台阶相位结构的设计方案能有效提高工艺宽容度。
2005, 17.
摘要:
实验研究了脉冲堆积法对KrF激光的整形能力。利用受激布里渊散射(SBS)压缩脉冲获得了脉宽为3~5 ns的短脉冲，用4束激光堆积获得了脉宽为10~15 ns、平顶宽度为5~10 ns的整形脉冲。利用实测SBS脉冲数据，对脉冲堆积法进行了数值模拟，模拟的脉冲宽度为12.7 ns，平顶宽度为7.7 ns，该结果与实验相符。对脉冲堆积法的任意整形能力进行了模拟，讨论了脉冲宽度变化对整形的影响，发现脉宽变化在5%以内时，对整形脉冲的影响较小。对整形脉冲的放大进行了定性研究，结果表明：平顶脉冲通过放大器后，前沿部分放大较多，由于饱和作用，后沿放大较少；如果前端整形脉冲前沿为斜坡状，放大后可以得到近平顶的脉冲。
实验研究了脉冲堆积法对KrF激光的整形能力。利用受激布里渊散射(SBS)压缩脉冲获得了脉宽为3~5 ns的短脉冲，用4束激光堆积获得了脉宽为10~15 ns、平顶宽度为5~10 ns的整形脉冲。利用实测SBS脉冲数据，对脉冲堆积法进行了数值模拟，模拟的脉冲宽度为12.7 ns，平顶宽度为7.7 ns，该结果与实验相符。对脉冲堆积法的任意整形能力进行了模拟，讨论了脉冲宽度变化对整形的影响，发现脉宽变化在5%以内时，对整形脉冲的影响较小。对整形脉冲的放大进行了定性研究，结果表明：平顶脉冲通过放大器后，前沿部分放大较多，由于饱和作用，后沿放大较少；如果前端整形脉冲前沿为斜坡状，放大后可以得到近平顶的脉冲。
2005, 17.
摘要:
采用空心阴极等离子化学气相沉积方法，以NH3/H2的混合气体及CH4气体为原料反应气体，成功地制备了非晶的CHN薄膜，研究了CHN薄膜的沉积速率与直流电压及反应气体流量的关系。同时用X射线光电子能谱(XPS)确定了不同条件下薄膜中N原子的百分比，用原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面粗糙度及表面形貌进行了测量和表征。结果表明：薄膜中N原子的百分比最大为12%，薄膜的表面结构光滑、致密，表面粗糙度小于1 nm。
采用空心阴极等离子化学气相沉积方法，以NH3/H2的混合气体及CH4气体为原料反应气体，成功地制备了非晶的CHN薄膜，研究了CHN薄膜的沉积速率与直流电压及反应气体流量的关系。同时用X射线光电子能谱(XPS)确定了不同条件下薄膜中N原子的百分比，用原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面粗糙度及表面形貌进行了测量和表征。结果表明：薄膜中N原子的百分比最大为12%，薄膜的表面结构光滑、致密，表面粗糙度小于1 nm。
2005, 17.
摘要:
采用单点金刚石切削技术，完成了对ICF实验用铝靶的切削加工，重点研究了切削用量对加工表面质量的影响。实验结果表明：采用较小的进给速度，较大的主轴转速能够获得较低的表面粗糙度，切削深度对表面质量影响较小。通过Form Talysurf 表面轮廓仪测量，结果表明表面粗糙度小于50 nm。
采用单点金刚石切削技术，完成了对ICF实验用铝靶的切削加工，重点研究了切削用量对加工表面质量的影响。实验结果表明：采用较小的进给速度，较大的主轴转速能够获得较低的表面粗糙度，切削深度对表面质量影响较小。通过Form Talysurf 表面轮廓仪测量，结果表明表面粗糙度小于50 nm。
2005, 17.
摘要:
采用波长为1.064, 0.532 μm的聚焦高斯光束作为泵浦光，数值求解受激布里渊散射（Stimulated Brillouin Scattering, SBS）放大器型耦合波方程组，比较K9玻璃、熔石英、BK7玻璃、CaF2的SBS特征参数。研究发现：对于相同的激光参数，不同的介质具有不同的SBS特征，声子寿命长则破坏阈值低，破坏效果明显。SBS过程对CaF2的破坏效果较明显，导致了介质前表面的破坏，在一定的激光参数和聚焦参数下，焦点附近优先于前表面破坏。SBS过程可以得到脉宽压缩比大于10、强度比泵浦光峰值高5倍以上的Stokes散射光脉冲。相同激光参数下，不同材料压缩效果及散射光相位共轭保真度不同，CaF2在低泵浦能量时脉宽压缩特性较好；高泵浦能量时，相位共轭保真度较好。固体透明光学材料中可获得大于95%的能量提取效率。
采用波长为1.064, 0.532 μm的聚焦高斯光束作为泵浦光，数值求解受激布里渊散射（Stimulated Brillouin Scattering, SBS）放大器型耦合波方程组，比较K9玻璃、熔石英、BK7玻璃、CaF2的SBS特征参数。研究发现：对于相同的激光参数，不同的介质具有不同的SBS特征，声子寿命长则破坏阈值低，破坏效果明显。SBS过程对CaF2的破坏效果较明显，导致了介质前表面的破坏，在一定的激光参数和聚焦参数下，焦点附近优先于前表面破坏。SBS过程可以得到脉宽压缩比大于10、强度比泵浦光峰值高5倍以上的Stokes散射光脉冲。相同激光参数下，不同材料压缩效果及散射光相位共轭保真度不同，CaF2在低泵浦能量时脉宽压缩特性较好；高泵浦能量时，相位共轭保真度较好。固体透明光学材料中可获得大于95%的能量提取效率。
2005, 17.
摘要:
报道了在20 TW皮秒激光器上完成的p偏振激光与等离子体相互作用过程中产生的快电子的角分布和能谱测量结果。实验得到：当激光功率密度小于1017 W/cm2时，电子发射没有明显定向性，在激光入射面内多峰发射;当激光功率密度大于1017 W/cm2,小于1018 W/cm2时，电子主要沿靶面法线方向发射；当激光功率密度达到相对论强度时，电子主要沿激光传播方向发射；激光功率密度未达到相对论强度时，靶后表面法线方向快电子能谱拟合平均温度符合共振吸收温度定标率；激光功率密度达相对论强度以上时，靶后表面法线方向快电子能谱拟合平均温度高于已有的温度定标率。
报道了在20 TW皮秒激光器上完成的p偏振激光与等离子体相互作用过程中产生的快电子的角分布和能谱测量结果。实验得到：当激光功率密度小于1017 W/cm2时，电子发射没有明显定向性，在激光入射面内多峰发射;当激光功率密度大于1017 W/cm2,小于1018 W/cm2时，电子主要沿靶面法线方向发射；当激光功率密度达到相对论强度时，电子主要沿激光传播方向发射；激光功率密度未达到相对论强度时，靶后表面法线方向快电子能谱拟合平均温度符合共振吸收温度定标率；激光功率密度达相对论强度以上时，靶后表面法线方向快电子能谱拟合平均温度高于已有的温度定标率。
2005, 17.
摘要:
采用正交试验方法，通过XRD，MHV2000型显微硬度计（数显）和基于浮力原理等测试手段研究了压制压力、保压时间、退火温度和退火时间对自悬浮定向流－冷压法制备纳米Cu固体材料性能（晶粒大小、密度及显微硬度）的影响。结果表明：对晶粒度而言，退火温度是显著性影响因素，同时表明纳米Cu固体具有较好的热稳定性；对密度而言，压制压力是显著性影响因素；对显微硬度而言，退火时间是显著性影响因素。
采用正交试验方法，通过XRD，MHV2000型显微硬度计（数显）和基于浮力原理等测试手段研究了压制压力、保压时间、退火温度和退火时间对自悬浮定向流－冷压法制备纳米Cu固体材料性能（晶粒大小、密度及显微硬度）的影响。结果表明：对晶粒度而言，退火温度是显著性影响因素，同时表明纳米Cu固体具有较好的热稳定性；对密度而言，压制压力是显著性影响因素；对显微硬度而言，退火时间是显著性影响因素。
2005, 17.
摘要:
根据靶丸悬浮原理，推导出ICF用磁性靶丸在悬浮磁场中受力的函数关系式，从而得到了靶丸悬浮的理论模型。通过实验和理论相结合的方法，得出当靶丸中磁性材料掺入质量百分比由1%增加到6%时，靶丸的磁场强度由0.09 mT增加到0.44 mT，而对应的外界悬浮磁场由0.93 mT减小到0.23 mT。
根据靶丸悬浮原理，推导出ICF用磁性靶丸在悬浮磁场中受力的函数关系式，从而得到了靶丸悬浮的理论模型。通过实验和理论相结合的方法，得出当靶丸中磁性材料掺入质量百分比由1%增加到6%时，靶丸的磁场强度由0.09 mT增加到0.44 mT，而对应的外界悬浮磁场由0.93 mT减小到0.23 mT。
2005, 17.
摘要:
溶胶-凝胶法制备了高HC比（10~40，对苯二酚与催化剂(Na2CO3/sub>)的物质的量之比）的对苯二酚-甲醛有机气凝胶，并经高温碳化处理得到其碳气凝胶。借助有机气凝胶的红外光谱研究了其化学结构，说明其网孔结构形成的可能性；研究了有机气凝胶的扫描电镜图像、比表面积及孔径分布等，并得到碳化前后的一些对比数据：有机气凝胶颗粒大小30~50 nm，碳化后约为10 nm，比表面积从341.77 m2/g增大到452.75 m2/g，密度从0.170 8 g/cm3/sup>增大到0.335 6 g/cm3/sup>。
溶胶-凝胶法制备了高HC比（10~40，对苯二酚与催化剂(Na2CO3/sub>)的物质的量之比）的对苯二酚-甲醛有机气凝胶，并经高温碳化处理得到其碳气凝胶。借助有机气凝胶的红外光谱研究了其化学结构，说明其网孔结构形成的可能性；研究了有机气凝胶的扫描电镜图像、比表面积及孔径分布等，并得到碳化前后的一些对比数据：有机气凝胶颗粒大小30~50 nm，碳化后约为10 nm，比表面积从341.77 m2/g增大到452.75 m2/g，密度从0.170 8 g/cm3/sup>增大到0.335 6 g/cm3/sup>。
2005, 17.
摘要:
在研究磁探针耦合特性的基础上，设计了中心频率为4.0 GHz的3圈36单元高功率单层径向线螺旋阵列天线，各圈距中心位置分别为45，90，135 mm，单元个数分别为6，12，18。该天线采用磁探针代替电探针给短螺旋单元天线馈电，通过同轴-径向线模式转换器实现径向线TEM外行波激励，采用调整磁探针的探入深度和绕轴旋转短螺旋单元天线的方法改变单元的激励幅度与激励相位。数值模拟结果表明：该口径为324 mm的天线在中心频率上可获得21.58 dB的增益，口径效率可达78.2％，轴向轴比值为1.73；在3.8～4.2 GHz的频率范围内增益大于20.85 dB，口径效率大于73.2％，轴向轴比值小于2.0，反射系数小于0.27，辐射效率大于93%。
在研究磁探针耦合特性的基础上，设计了中心频率为4.0 GHz的3圈36单元高功率单层径向线螺旋阵列天线，各圈距中心位置分别为45，90，135 mm，单元个数分别为6，12，18。该天线采用磁探针代替电探针给短螺旋单元天线馈电，通过同轴-径向线模式转换器实现径向线TEM外行波激励，采用调整磁探针的探入深度和绕轴旋转短螺旋单元天线的方法改变单元的激励幅度与激励相位。数值模拟结果表明：该口径为324 mm的天线在中心频率上可获得21.58 dB的增益，口径效率可达78.2％，轴向轴比值为1.73；在3.8～4.2 GHz的频率范围内增益大于20.85 dB，口径效率大于73.2％，轴向轴比值小于2.0，反射系数小于0.27，辐射效率大于93%。
2005, 17.
摘要:
研究了有界波电磁脉冲模拟器下短线缆效应的理论建模和实验方法。基于传输线模型计算了线缆在有界波电磁脉冲模拟器辐照下的电流响应。建立了有界波电磁脉冲模拟试验环境，其前沿时间小于5 ns,脉冲半高宽约200 ns。开展了短线缆的效应实验验证研究，短线缆负载端响应电流的测量和计算结果吻合得很好，表明应用改型有界波电磁脉冲模拟器开展短线缆效应实验在理论和实验上都是可行的。这种线缆实验方法具有效应实验空间电磁场分布规范均匀、参数指标可控、监测技术成熟等优点。
研究了有界波电磁脉冲模拟器下短线缆效应的理论建模和实验方法。基于传输线模型计算了线缆在有界波电磁脉冲模拟器辐照下的电流响应。建立了有界波电磁脉冲模拟试验环境，其前沿时间小于5 ns,脉冲半高宽约200 ns。开展了短线缆的效应实验验证研究，短线缆负载端响应电流的测量和计算结果吻合得很好，表明应用改型有界波电磁脉冲模拟器开展短线缆效应实验在理论和实验上都是可行的。这种线缆实验方法具有效应实验空间电磁场分布规范均匀、参数指标可控、监测技术成熟等优点。
2005, 17.
摘要:
分别用自制浸渍碘化铯（CsI）针式环状碳纤维阴极和环状不锈钢阴极所产生的电子束轰击尼龙目击靶，研究碳纤维阴极发射均匀性。在碳纤维阴极电子束轰击的目击靶上得到了均匀的烧蚀痕迹，而不锈钢阴极电子束轰击的目击靶上烧蚀痕迹不均匀，表明碳纤维阴极发射电子束的均匀性优于不锈钢阴极。分析认为两阴极不同的发射机制及其所特有的材料性质和结构导致其发射电子束均匀性的差异。用光学显微镜和电子显微镜对不锈钢阴极尖端和碳纤维阴极尖端和侧面进行扫描，发现不锈钢阴极仅尖端处被烧蚀，而碳纤维阴极尖端和侧面都有烧蚀痕迹，验证了碳纤维阴极由场发射和表面闪络共同作用的发射机制的假设分析。
分别用自制浸渍碘化铯（CsI）针式环状碳纤维阴极和环状不锈钢阴极所产生的电子束轰击尼龙目击靶，研究碳纤维阴极发射均匀性。在碳纤维阴极电子束轰击的目击靶上得到了均匀的烧蚀痕迹，而不锈钢阴极电子束轰击的目击靶上烧蚀痕迹不均匀，表明碳纤维阴极发射电子束的均匀性优于不锈钢阴极。分析认为两阴极不同的发射机制及其所特有的材料性质和结构导致其发射电子束均匀性的差异。用光学显微镜和电子显微镜对不锈钢阴极尖端和碳纤维阴极尖端和侧面进行扫描，发现不锈钢阴极仅尖端处被烧蚀，而碳纤维阴极尖端和侧面都有烧蚀痕迹，验证了碳纤维阴极由场发射和表面闪络共同作用的发射机制的假设分析。
2005, 17.
摘要:
为了研究脉冲变压器锥形绕组在脉冲电压作用下的电压分布特性，采用多导体传输线方法，根据实际脉冲变压器锥形绕组的结构，建立了电气参数有限元简化计算模型及等效多导体传输线分析数学模型，以此模型计算了锥形绕组在脉冲电压激励下匝间的电压分布。计算结果表明，此模型可对脉冲变压器锥形绕组的电压分布进行有效计算，对绕组匝间绝缘设计有一定的参考意义。
为了研究脉冲变压器锥形绕组在脉冲电压作用下的电压分布特性，采用多导体传输线方法，根据实际脉冲变压器锥形绕组的结构，建立了电气参数有限元简化计算模型及等效多导体传输线分析数学模型，以此模型计算了锥形绕组在脉冲电压激励下匝间的电压分布。计算结果表明，此模型可对脉冲变压器锥形绕组的电压分布进行有效计算，对绕组匝间绝缘设计有一定的参考意义。
2005, 17.
摘要:
提出了一种新型的高功率虚阴极径向反射速调管振荡器，它结合了虚阴极振荡器容易起振和速调管微波产生效率较高的特点。利用虚阴极反射电子束对调制腔的正反馈，可以减小起振电流和起振时间，而且提高了微波产生效率。它是一种结构简单、紧凑的器件。用2.5维PIC程序对这种器件进行了数值模拟研究。得到的数值模拟结果表明，输入电压620 kV，电流25 kA，输出微波周期平均功率为2.5 GW。虚阴极振荡频率被锁定，频率为1.25 GHz。
提出了一种新型的高功率虚阴极径向反射速调管振荡器，它结合了虚阴极振荡器容易起振和速调管微波产生效率较高的特点。利用虚阴极反射电子束对调制腔的正反馈，可以减小起振电流和起振时间，而且提高了微波产生效率。它是一种结构简单、紧凑的器件。用2.5维PIC程序对这种器件进行了数值模拟研究。得到的数值模拟结果表明，输入电压620 kV，电流25 kA，输出微波周期平均功率为2.5 GW。虚阴极振荡频率被锁定，频率为1.25 GHz。
2005, 17.
摘要:
阐述了2-cell Telsa腔的设计。用3维程序HFSS分析了其高阶模的特点，给出了高阶模的主要参数频率、品质因数、分路阻抗以及模式的电场分布，并且π模的电场分布与Superfish的模拟结果相比较，两者是一致的。最后，简要分析了各高阶模对电子加速的影响，分析表明高阶模降低了电子加速效率和束流的稳定性。
阐述了2-cell Telsa腔的设计。用3维程序HFSS分析了其高阶模的特点，给出了高阶模的主要参数频率、品质因数、分路阻抗以及模式的电场分布，并且π模的电场分布与Superfish的模拟结果相比较，两者是一致的。最后，简要分析了各高阶模对电子加速的影响，分析表明高阶模降低了电子加速效率和束流的稳定性。
2005, 17.
摘要:
分析了利用强流脉冲电子束轫致辐射产生强脉冲超硬X射线的几种主要技术途径的特点，以及提高超硬X射线产额的方法；利用MCNP软件计算了电子能量在0.4～1.4 MeV范围内，超硬X射线产生效率与钽辐射转换靶厚度的关系曲线；介绍了在“强光一号”加速器上开展产生强脉冲超硬X射线实验方法与实验结果，获得了3种强脉冲超硬X射线：脉冲宽度约35 ns，输出窗面积约50 cm2，能量密度为5～7 J/cm2；脉冲宽度约35 ns，输出窗面积约50 cm2，能量密度为12 J/cm2；脉冲宽度约35 ns，输出窗面积约500 cm2，能量密度为1 J/cm2。
分析了利用强流脉冲电子束轫致辐射产生强脉冲超硬X射线的几种主要技术途径的特点，以及提高超硬X射线产额的方法；利用MCNP软件计算了电子能量在0.4～1.4 MeV范围内，超硬X射线产生效率与钽辐射转换靶厚度的关系曲线；介绍了在“强光一号”加速器上开展产生强脉冲超硬X射线实验方法与实验结果，获得了3种强脉冲超硬X射线：脉冲宽度约35 ns，输出窗面积约50 cm2，能量密度为5～7 J/cm2；脉冲宽度约35 ns，输出窗面积约50 cm2，能量密度为12 J/cm2；脉冲宽度约35 ns，输出窗面积约500 cm2，能量密度为1 J/cm2。
2005, 17.
摘要:
在西北核技术研究所的“闪光-Ⅱ”装置上进行了水介质多针自击穿开关实验研究，该开关由2个或4个开关间隙、1个预脉冲屏蔽板及其支撑结构组成。给出了实验研究所使用的测试方法及波形分析方法(两个判据)。开关输入预脉冲较大时，可以认为开关输出波形的预脉冲作用时间就是开关的击穿延迟时间，故可以利用波形的预脉冲确定开关的自击穿延迟时间和开关间隙的击穿分散性以及间隙之间的击穿同步分散性；在实验测试分析过程中，可以利用间隙自击穿放电电流的dI/dt信号判断开关间隙的自击穿状态。分析表明，这两个判据可有效地确定开关的特性参数和击穿状态。
在西北核技术研究所的“闪光-Ⅱ”装置上进行了水介质多针自击穿开关实验研究，该开关由2个或4个开关间隙、1个预脉冲屏蔽板及其支撑结构组成。给出了实验研究所使用的测试方法及波形分析方法(两个判据)。开关输入预脉冲较大时，可以认为开关输出波形的预脉冲作用时间就是开关的击穿延迟时间，故可以利用波形的预脉冲确定开关的自击穿延迟时间和开关间隙的击穿分散性以及间隙之间的击穿同步分散性；在实验测试分析过程中，可以利用间隙自击穿放电电流的dI/dt信号判断开关间隙的自击穿状态。分析表明，这两个判据可有效地确定开关的特性参数和击穿状态。
2005, 17.
摘要:
设计了电爆炸金属丝产生纳米金属氧化物粉末的实验装置，金属丝电爆炸腔采用圆筒结构，纳米粉末经过微孔滤膜过滤收集。成功制备了纳米Al2O3粉末，其平均粒度达到64.9 nm。对电爆炸金属丝产生纳米Al2O3粉末的物理条件进行了研究。结果表明实验条件对粉末粒度有重要影响：随气压的增加粉末平均粒度变大；随金属丝直径增大粉末平均粒度变大；粉末的平均粒度与电容器的初始储能也有一定的关系。
设计了电爆炸金属丝产生纳米金属氧化物粉末的实验装置，金属丝电爆炸腔采用圆筒结构，纳米粉末经过微孔滤膜过滤收集。成功制备了纳米Al2O3粉末，其平均粒度达到64.9 nm。对电爆炸金属丝产生纳米Al2O3粉末的物理条件进行了研究。结果表明实验条件对粉末粒度有重要影响：随气压的增加粉末平均粒度变大；随金属丝直径增大粉末平均粒度变大；粉末的平均粒度与电容器的初始储能也有一定的关系。
2005, 17.
摘要:
利用静电分离器对正负电子束团在垂直方向上的相对轨道偏差进行了扫描，并用数字示波器对束流轨道的变化进行监视，在北京正负电子对撞机(BEPC)上完成了垂直方向上的束束作用偏转效应的观察与测量。实验过程和实验结果可为北京正负电子对撞机改进工程(BEPCⅡ)的对撞调节提供参考依据。把束团之间相对位置偏差的测量转换为对束流偏转角度的测量是可行的，也是有效克服束流位置探测器分辨率不足的一种方法。
利用静电分离器对正负电子束团在垂直方向上的相对轨道偏差进行了扫描，并用数字示波器对束流轨道的变化进行监视，在北京正负电子对撞机(BEPC)上完成了垂直方向上的束束作用偏转效应的观察与测量。实验过程和实验结果可为北京正负电子对撞机改进工程(BEPCⅡ)的对撞调节提供参考依据。把束团之间相对位置偏差的测量转换为对束流偏转角度的测量是可行的，也是有效克服束流位置探测器分辨率不足的一种方法。
2005, 17.
摘要:
设计了以淬发方式产生强流电子的4 MeV 直线感应加速器的基于局域网的分布式控制系统。介绍了应用FP2000分布式I/O系统和可编程序电源的硬件体系结构，阐述了在Labwindows/CVI平台上基于DataSocket服务器作为数据传输媒介的分布式系统实现方法。对系统开发中出现的DataSocket服务器数据丢失，因数据项数量庞大而带来应用程序的结构和逻辑关系难于把握两点不足，提出了对数据项进行抽象和综合，应用数据字典描述数据项，充分考虑可靠性和快速响应之间的关系，合理使用数据项的属性等有效的实现办法。
设计了以淬发方式产生强流电子的4 MeV 直线感应加速器的基于局域网的分布式控制系统。介绍了应用FP2000分布式I/O系统和可编程序电源的硬件体系结构，阐述了在Labwindows/CVI平台上基于DataSocket服务器作为数据传输媒介的分布式系统实现方法。对系统开发中出现的DataSocket服务器数据丢失，因数据项数量庞大而带来应用程序的结构和逻辑关系难于把握两点不足，提出了对数据项进行抽象和综合，应用数据字典描述数据项，充分考虑可靠性和快速响应之间的关系，合理使用数据项的属性等有效的实现办法。
