Email alert
RSS2006年 18卷 第08期
推荐文章
2006, 18.
摘要:
讨论了介质物理光学分析方法，并应用该方法数值分析了一个X波段，1.5 GW脉冲功率容量的高斯馈源聚四氟乙烯碟形真空介质输出窗及其辐射场分布。理论计算与实验结果基本一致，从而为优化天线系统打下基础，使用的方法亦可用于厚介质透镜和雷达罩的设计。
讨论了介质物理光学分析方法，并应用该方法数值分析了一个X波段，1.5 GW脉冲功率容量的高斯馈源聚四氟乙烯碟形真空介质输出窗及其辐射场分布。理论计算与实验结果基本一致，从而为优化天线系统打下基础，使用的方法亦可用于厚介质透镜和雷达罩的设计。
2006, 18.
摘要:
实现了时域有限差分法的Gedney完全匹配层吸收边界条件，并进行了数值验证和参数优化。从结果可以看出其有较低的反射，性能优良；对吸收媒质厚度和电导率分布阶数的参数优化结果与Gedney经验值基本一致。将此吸收边界模块加入到国产粒子模拟软件CHIPIC中，同美国商业粒子模拟软件MAGIC相比有更好的吸收效果。通过对2维极坐标下磁控管的模拟，证明了此吸收边界具有实际应用价值。
实现了时域有限差分法的Gedney完全匹配层吸收边界条件，并进行了数值验证和参数优化。从结果可以看出其有较低的反射，性能优良；对吸收媒质厚度和电导率分布阶数的参数优化结果与Gedney经验值基本一致。将此吸收边界模块加入到国产粒子模拟软件CHIPIC中，同美国商业粒子模拟软件MAGIC相比有更好的吸收效果。通过对2维极坐标下磁控管的模拟，证明了此吸收边界具有实际应用价值。
2006, 18.
摘要:
由于实验无法准确测量螺旋带上的面电流分布，在详细比较理论分析与软件模拟异同的基础上，应用3维电磁场计算软件HFSS研究了螺旋带相对宽度与面电流分布的关系。研究表明：螺旋带相对宽度越大，面电流分布越不均匀；当Floquet边界的相位移为90°时，面电流分布最不均匀；面电流分布的均匀性假设在不同频率下有不同的准确程度。
由于实验无法准确测量螺旋带上的面电流分布，在详细比较理论分析与软件模拟异同的基础上，应用3维电磁场计算软件HFSS研究了螺旋带相对宽度与面电流分布的关系。研究表明：螺旋带相对宽度越大，面电流分布越不均匀；当Floquet边界的相位移为90°时，面电流分布最不均匀；面电流分布的均匀性假设在不同频率下有不同的准确程度。
2006, 18.
摘要:
介绍了一种测量低损耗天线罩材料的开腔高温自动测量系统。该系统采用扫频方式程控标量网络分析仪对开腔进行扫频测量，得到介质加载前后腔体的谐振频率与Q值，并由此计算出被测材料的介电常数和损耗角正切；介质采用特制硅碳管加热，由温度控制器对其控制，最高温度可达1 000 ℃以上。用此系统对聚四氟乙烯和一种低损耗天线罩材料进行测量对比。结果表明，测得的聚四氟乙烯结果与文献结果相近，天线罩材料相对介电常数的实部随温度升高而增加。
介绍了一种测量低损耗天线罩材料的开腔高温自动测量系统。该系统采用扫频方式程控标量网络分析仪对开腔进行扫频测量，得到介质加载前后腔体的谐振频率与Q值，并由此计算出被测材料的介电常数和损耗角正切；介质采用特制硅碳管加热，由温度控制器对其控制，最高温度可达1 000 ℃以上。用此系统对聚四氟乙烯和一种低损耗天线罩材料进行测量对比。结果表明，测得的聚四氟乙烯结果与文献结果相近，天线罩材料相对介电常数的实部随温度升高而增加。
2006, 18.
摘要:
从麦克斯韦方程和双成分等离子体粒子在外部轴向磁场的线性化运动方程出发，推导出了任意纵向磁场中等离子体介电张量和等离子体-腔漂移通道的电磁波的解析解。结果表明在一般情形下，在位于外部均匀纵向磁场的等离子体波导中，不存在分离的轴对称E波和H波。在此基础上进一步得到轴对称波的具体解析式。单波近似下的结果和俄罗斯全俄电技术研究所M.A.Zavjalov等的结果一致。
从麦克斯韦方程和双成分等离子体粒子在外部轴向磁场的线性化运动方程出发，推导出了任意纵向磁场中等离子体介电张量和等离子体-腔漂移通道的电磁波的解析解。结果表明在一般情形下，在位于外部均匀纵向磁场的等离子体波导中，不存在分离的轴对称E波和H波。在此基础上进一步得到轴对称波的具体解析式。单波近似下的结果和俄罗斯全俄电技术研究所M.A.Zavjalov等的结果一致。
2006, 18.
摘要:
通过利用超宽谱电磁脉冲(UWS-EMP)源对5种无线电引信进行了辐照，分析了超宽谱电磁脉冲与无线电引信的耦合模式和作用机理。分析得出：超宽谱电磁脉冲主要是通过后门耦合到引信电源模块，引起电源波动，使晶闸管意外导通，导致引信意外发火。根据耦合模式和作用机理对引信进行了防护加固，并对防护加固后的引信进行了辐照和仿真。辐照实验和仿真结果证明：防护加固措施大大提高了引信抗超宽谱电磁脉冲的能力，加固后的引信执行电路抗UWS-EMP干扰的场强从58 kV·m-1提高到130 kV·m-1，而引信的防护加固措施对引信的效能没有影响。
通过利用超宽谱电磁脉冲(UWS-EMP)源对5种无线电引信进行了辐照，分析了超宽谱电磁脉冲与无线电引信的耦合模式和作用机理。分析得出：超宽谱电磁脉冲主要是通过后门耦合到引信电源模块，引起电源波动，使晶闸管意外导通，导致引信意外发火。根据耦合模式和作用机理对引信进行了防护加固，并对防护加固后的引信进行了辐照和仿真。辐照实验和仿真结果证明：防护加固措施大大提高了引信抗超宽谱电磁脉冲的能力，加固后的引信执行电路抗UWS-EMP干扰的场强从58 kV·m-1提高到130 kV·m-1，而引信的防护加固措施对引信的效能没有影响。
2006, 18.
摘要:
国产45 MW速调管是在原国产30 MW HK-1型速调管的基础上改进和发展起来的，其聚焦磁场设计也是参照30 MW速调管聚焦磁场设计并在其基础上加工改造完成。为此必须对旧聚焦系统进行改造，设计出符合需要的磁场分布，以满足45 MW速调管工作的需要。首先从理论上找出速调管工作时的理想磁场值，根据该磁场分布设计出相应的线圈结构；其次根据45 MW速调管的结构尺寸，对30 MW速调管的线圈支架进行改造，利用旧线圈和新支架组成新的聚焦系统；最后，根据理论模拟和测试结果，调整和优化各组线圈的电流值，给出速调管工作时的各组聚焦电源运行参考值。叙述了新聚焦线圈的理论设计和测试分析，包括新线圈支架的设计、水冷系统与线圈的结构安排和整体的测试结果，最后根据速调管高功率测试运行状态给出速调管工作时的聚焦线圈电流的参考值。
国产45 MW速调管是在原国产30 MW HK-1型速调管的基础上改进和发展起来的，其聚焦磁场设计也是参照30 MW速调管聚焦磁场设计并在其基础上加工改造完成。为此必须对旧聚焦系统进行改造，设计出符合需要的磁场分布，以满足45 MW速调管工作的需要。首先从理论上找出速调管工作时的理想磁场值，根据该磁场分布设计出相应的线圈结构；其次根据45 MW速调管的结构尺寸，对30 MW速调管的线圈支架进行改造，利用旧线圈和新支架组成新的聚焦系统；最后，根据理论模拟和测试结果，调整和优化各组线圈的电流值，给出速调管工作时的各组聚焦电源运行参考值。叙述了新聚焦线圈的理论设计和测试分析，包括新线圈支架的设计、水冷系统与线圈的结构安排和整体的测试结果，最后根据速调管高功率测试运行状态给出速调管工作时的聚焦线圈电流的参考值。
2006, 18.
摘要:
实际星地光通信系统的发射光束为高斯型的情况下，跟瞄误差和大气闪烁是星地激光链路中的主要信道噪声源。在结合两者对系统性能影响的前提下，对星地激光通信链路进行了理论分析和模型建立。基于该模型对星地激光链路中光束发散角与跟瞄误差之比的优化选择问题进行了研究。结果表明：对于上行链路，在不同误码率需求下都存在一个光束发散角与跟瞄误差的最佳比值，使得上行链路余量最大；对于下行链路，在不同误码率要求下均存在一个光束发散角与跟瞄误差的最佳比值，使得下行发射光功率的需求最小。利用最优化方法和最小二乘法拟合，得到星地激光链路中光束发散角与跟瞄误差的最佳比值和系统误码率的经验公式。
实际星地光通信系统的发射光束为高斯型的情况下，跟瞄误差和大气闪烁是星地激光链路中的主要信道噪声源。在结合两者对系统性能影响的前提下，对星地激光通信链路进行了理论分析和模型建立。基于该模型对星地激光链路中光束发散角与跟瞄误差之比的优化选择问题进行了研究。结果表明：对于上行链路，在不同误码率需求下都存在一个光束发散角与跟瞄误差的最佳比值，使得上行链路余量最大；对于下行链路，在不同误码率要求下均存在一个光束发散角与跟瞄误差的最佳比值，使得下行发射光功率的需求最小。利用最优化方法和最小二乘法拟合，得到星地激光链路中光束发散角与跟瞄误差的最佳比值和系统误码率的经验公式。
2006, 18.
摘要:
根据强激光能源模块高储能密度电容器在工作过程中，受到连续冲击而使退化失效具有累积效应的特点，提出了利用产品运行过程中性能参数退化的信息，用复合Poisson过程对退化轨道建模并进行可靠性评估的方法。给出了模型参数的矩估计和电容器的平均退化量、可靠度、平均寿命等可靠性指标评估的Bootstrap仿真过程。并通过实例说明了该评估方法在工程中的应用。基于电容退化信息的可靠性评估方法，可以在极少甚至没有寿命数据的情况下给出客观可信的评估结果，在理论和应用上都具有重要的价值。
根据强激光能源模块高储能密度电容器在工作过程中，受到连续冲击而使退化失效具有累积效应的特点，提出了利用产品运行过程中性能参数退化的信息，用复合Poisson过程对退化轨道建模并进行可靠性评估的方法。给出了模型参数的矩估计和电容器的平均退化量、可靠度、平均寿命等可靠性指标评估的Bootstrap仿真过程。并通过实例说明了该评估方法在工程中的应用。基于电容退化信息的可靠性评估方法，可以在极少甚至没有寿命数据的情况下给出客观可信的评估结果，在理论和应用上都具有重要的价值。
2006, 18.
摘要:
基于孔径接收的对数振幅时间相关函数，结合星地激光下行链路的实际情况，推导了适用于星地下行孔径接收的闪烁频谱表达式。进而分析了孔径尺度和湍流外尺度对闪烁频谱的影响。结果表明，下行孔径接收闪烁频谱分为低频段和高频段两个区间，低频段为常数，高频段呈幂指数规律变化，且幂律的绝对值为11/3。当接收孔径增加时，频谱的幅值和宽度逐渐减小，其形状保持不变。随着等效湍流外尺度的增加，低频谱的幅值逐渐增大，高频谱保持不变。
基于孔径接收的对数振幅时间相关函数，结合星地激光下行链路的实际情况，推导了适用于星地下行孔径接收的闪烁频谱表达式。进而分析了孔径尺度和湍流外尺度对闪烁频谱的影响。结果表明，下行孔径接收闪烁频谱分为低频段和高频段两个区间，低频段为常数，高频段呈幂指数规律变化，且幂律的绝对值为11/3。当接收孔径增加时，频谱的幅值和宽度逐渐减小，其形状保持不变。随着等效湍流外尺度的增加，低频谱的幅值逐渐增大，高频谱保持不变。
2006, 18.
摘要:
在一单放电管电激励连续波HF/DF化学激光器平台上，利用一级振荡、一级输出的光栅选线色散腔结构，分别在H2喷注孔平面下游0.5 mm和2.0 mm两个位置处测试了此激光器的选线性能。谱线指认的结果证实，即使在mm级的流场方向增益长度范围内，选线激光器要获得宽的谱线覆盖范围并优化各支谱线的功率谱分布，光轴到氢气喷注孔平面的距离是一个重要的调节参量，随着此距离的增大，高振动态之间的跃迁越来越弱，而低振动态之间的跃迁则越来越强。
在一单放电管电激励连续波HF/DF化学激光器平台上，利用一级振荡、一级输出的光栅选线色散腔结构，分别在H2喷注孔平面下游0.5 mm和2.0 mm两个位置处测试了此激光器的选线性能。谱线指认的结果证实，即使在mm级的流场方向增益长度范围内，选线激光器要获得宽的谱线覆盖范围并优化各支谱线的功率谱分布，光轴到氢气喷注孔平面的距离是一个重要的调节参量，随着此距离的增大，高振动态之间的跃迁越来越弱，而低振动态之间的跃迁则越来越强。
2006, 18.
摘要:
报道了一台高重复频率2 mm光学参量振荡器泵浦的磷锗锌光学参量振荡器。磷锗锌晶体(ZnGeP2，简称ZGP)采用Ⅰ类相位匹配方式，切割角度q为55°，f为0°，尺寸5.5 mm×6 mm×18 mm，在4.0 kHz重复频率下，当注入5.2 W的2 mm圆偏振光时，获得310 mW中红外输出，p偏振态2 mm到3～5 mm光-光转换效率12%。通过调节晶体的角度，实验获得ZGP光学参量振荡器的波长调谐曲线，在误差范围内与理论变化规律相符。
报道了一台高重复频率2 mm光学参量振荡器泵浦的磷锗锌光学参量振荡器。磷锗锌晶体(ZnGeP2，简称ZGP)采用Ⅰ类相位匹配方式，切割角度q为55°，f为0°，尺寸5.5 mm×6 mm×18 mm，在4.0 kHz重复频率下，当注入5.2 W的2 mm圆偏振光时，获得310 mW中红外输出，p偏振态2 mm到3～5 mm光-光转换效率12%。通过调节晶体的角度，实验获得ZGP光学参量振荡器的波长调谐曲线，在误差范围内与理论变化规律相符。
2006, 18.
摘要:
介绍了变形镜本征模的构造过程及其特点，分析了从荷兰OKO公司购买的37单元微加工薄膜变形镜的本征模，并用前65阶Zernike多项式分析微加工薄膜变形镜的37阶本征模的特性。搭建了以微加工薄膜变形镜作为波前校正器、变形镜本征模为波前复原控制算法以及高分辨率Shack-Hartmann波前传感器为波前探测器的自适应光学实验系统。实验结果表明：变形镜本征模可以实现模式筛选，也可作为自适应光学系统的波前复原算法。
介绍了变形镜本征模的构造过程及其特点，分析了从荷兰OKO公司购买的37单元微加工薄膜变形镜的本征模，并用前65阶Zernike多项式分析微加工薄膜变形镜的37阶本征模的特性。搭建了以微加工薄膜变形镜作为波前校正器、变形镜本征模为波前复原控制算法以及高分辨率Shack-Hartmann波前传感器为波前探测器的自适应光学实验系统。实验结果表明：变形镜本征模可以实现模式筛选，也可作为自适应光学系统的波前复原算法。
2006, 18.
摘要:
从推广的惠更斯-菲涅尔原理出发，推导出了部分相干电磁光束的偏振态在湍流介质中传输的表达式。并以电磁高斯-谢尔模型(EGSM)光束为例，研究了湍流对电磁高斯-谢尔模型光束偏振态的影响。研究结果表明，对于轴上点，湍流介质的折射率结构常数越大，偏振度趋于最大值的速度越快，达到的最大值越小；光斑越大，偏振度达到最大值的位置离光源越远，在光斑增大的过程中，偏振度所达到的极大值会先增大后减小，最后保持与光源相同的偏振度不变。对于轴外点，一个固定的z，光的偏振度随着离轴距离的增大而逐渐下降，并最终等于零。折射率结构常数越大，偏振度随离轴距离的增大而下降得越缓慢；光斑越大，偏振度随离轴距离的增大下降得越快。
从推广的惠更斯-菲涅尔原理出发，推导出了部分相干电磁光束的偏振态在湍流介质中传输的表达式。并以电磁高斯-谢尔模型(EGSM)光束为例，研究了湍流对电磁高斯-谢尔模型光束偏振态的影响。研究结果表明，对于轴上点，湍流介质的折射率结构常数越大，偏振度趋于最大值的速度越快，达到的最大值越小；光斑越大，偏振度达到最大值的位置离光源越远，在光斑增大的过程中，偏振度所达到的极大值会先增大后减小，最后保持与光源相同的偏振度不变。对于轴外点，一个固定的z，光的偏振度随着离轴距离的增大而逐渐下降，并最终等于零。折射率结构常数越大，偏振度随离轴距离的增大而下降得越缓慢；光斑越大，偏振度随离轴距离的增大下降得越快。
2006, 18.
摘要:
给出了3维弹性力学空间问题基本方程和有限元结构强度分析原理，分析了三面体铝合金转镜空间结构强度的力学特征，建立了有限元模型，分析了其在轴孔与轴的3种配合关系下的应力分布。结果表明轴孔严重削弱了镜体强度，而配合方式对转镜强度基本无影响。提出了减小转镜内部应力的无轴孔三面体铝合金转镜结构，在该结构下转镜强度提高了1.9倍，极限转速为原结构的1.7倍，适合于分幅式摄影系统。
给出了3维弹性力学空间问题基本方程和有限元结构强度分析原理，分析了三面体铝合金转镜空间结构强度的力学特征，建立了有限元模型，分析了其在轴孔与轴的3种配合关系下的应力分布。结果表明轴孔严重削弱了镜体强度，而配合方式对转镜强度基本无影响。提出了减小转镜内部应力的无轴孔三面体铝合金转镜结构，在该结构下转镜强度提高了1.9倍，极限转速为原结构的1.7倍，适合于分幅式摄影系统。
2006, 18.
摘要:
用有限差分方法联立求解 Maxwell-Bloch方程时，发现2p光脉冲通过1维共振介质时的两个现象：当共振介质的偶极矩较大或共振粒子数密度较大时，2p脉冲波形会发生分裂，不再以孤子形式传播；峰面积符号相同、脉宽不同的两个2p脉冲传播时，脉宽小的脉冲将赶上脉宽大的脉冲，赶超过程中光电场大小的变化不明显，而峰面积符号相反、脉宽不同的脉冲在赶超过程中会引起光场的叠加而形成光电场峰值高、脉宽小的脉冲，因而可以通过控制两脉冲的相对脉宽或相对距离，在介质的指定位置产生高峰值的光场。
用有限差分方法联立求解 Maxwell-Bloch方程时，发现2p光脉冲通过1维共振介质时的两个现象：当共振介质的偶极矩较大或共振粒子数密度较大时，2p脉冲波形会发生分裂，不再以孤子形式传播；峰面积符号相同、脉宽不同的两个2p脉冲传播时，脉宽小的脉冲将赶上脉宽大的脉冲，赶超过程中光电场大小的变化不明显，而峰面积符号相反、脉宽不同的脉冲在赶超过程中会引起光场的叠加而形成光电场峰值高、脉宽小的脉冲，因而可以通过控制两脉冲的相对脉宽或相对距离，在介质的指定位置产生高峰值的光场。
2006, 18.
摘要:
哈特曼-夏克波前传感器进行波前探测时，用子孔径光斑强度的一阶矩来计算光斑质心位置，子孔径窗口作为探测窗口，但探测时子孔径窗口内噪声对一阶矩有很大的影响，会使质心探测精度产生很大的误差。因此在计算质心位置时探测窗口的选取对探测精度有重要影响，必须选取合适的探测窗口来提高光斑质心探测精度。为此，在传统算法的基础上提出优化探测窗口的方法来提高质心探测精度,仿真和实验结果表明新方法提高了质心探测的精度，未经处理的高噪声恢复波前的波前残差峰谷值是2.851 4λ，均方根值是0.606 3λ，优化探测窗口后波前残差的峰谷值是1.636 2 λ，均方根值是0.367 1 λ，重构误差减小了40％。证明了算法的可行性和稳定性。
哈特曼-夏克波前传感器进行波前探测时，用子孔径光斑强度的一阶矩来计算光斑质心位置，子孔径窗口作为探测窗口，但探测时子孔径窗口内噪声对一阶矩有很大的影响，会使质心探测精度产生很大的误差。因此在计算质心位置时探测窗口的选取对探测精度有重要影响，必须选取合适的探测窗口来提高光斑质心探测精度。为此，在传统算法的基础上提出优化探测窗口的方法来提高质心探测精度,仿真和实验结果表明新方法提高了质心探测的精度，未经处理的高噪声恢复波前的波前残差峰谷值是2.851 4λ，均方根值是0.606 3λ，优化探测窗口后波前残差的峰谷值是1.636 2 λ，均方根值是0.367 1 λ，重构误差减小了40％。证明了算法的可行性和稳定性。
2006, 18.
摘要:
讨论了入射基频光频谱宽度、两块和频晶体失谐角对KDP晶体Ⅰ/Ⅱ/Ⅱ类角度失谐级联方式的三倍频光功率谱分布的影响，分析了影响三倍频效率的因素。研究结果表明，第二块和频晶体得到的三倍频光的功率谱分布与基频光功率谱分布及失谐角有关，三倍频光频谱宽度近似为基频光的3倍，采用该方案的三倍频可有效抑制由于基频光时间相位调制导致的三倍频光强随时间分布的不均匀，并能有效提高大带宽条件下的三倍频转换效率。同时，采用该方案的三倍频，对级联的两块和频晶体厚度及失谐角调整精度要求不高，在实验上有很大的可操作性。
讨论了入射基频光频谱宽度、两块和频晶体失谐角对KDP晶体Ⅰ/Ⅱ/Ⅱ类角度失谐级联方式的三倍频光功率谱分布的影响，分析了影响三倍频效率的因素。研究结果表明，第二块和频晶体得到的三倍频光的功率谱分布与基频光功率谱分布及失谐角有关，三倍频光频谱宽度近似为基频光的3倍，采用该方案的三倍频可有效抑制由于基频光时间相位调制导致的三倍频光强随时间分布的不均匀，并能有效提高大带宽条件下的三倍频转换效率。同时，采用该方案的三倍频，对级联的两块和频晶体厚度及失谐角调整精度要求不高，在实验上有很大的可操作性。
2006, 18.
摘要:
通过对不同固化和热处理过程后的胶粘剂的剪切强度、表面形貌特征、热性能的研究，分析了增韧剂和偶联剂对环氧有机硅胶粘剂性能的影响。研究表明：随着增韧剂含量的增加，胶粘剂热分解温度下降；增韧剂质量分数为25%时，有机硅与环氧树脂相容性较好，制备的胶粘剂综合性能较好；硅烷偶联剂能改善胶层与金属界面的胶接强度，提高环氧有机硅胶粘剂的拉伸剪切强度。显微组织观察分析表明，环氧有机硅胶粘剂中环氧树脂分子链与有机硅高分子链处于一定微相分离状态。
通过对不同固化和热处理过程后的胶粘剂的剪切强度、表面形貌特征、热性能的研究，分析了增韧剂和偶联剂对环氧有机硅胶粘剂性能的影响。研究表明：随着增韧剂含量的增加，胶粘剂热分解温度下降；增韧剂质量分数为25%时，有机硅与环氧树脂相容性较好，制备的胶粘剂综合性能较好；硅烷偶联剂能改善胶层与金属界面的胶接强度，提高环氧有机硅胶粘剂的拉伸剪切强度。显微组织观察分析表明，环氧有机硅胶粘剂中环氧树脂分子链与有机硅高分子链处于一定微相分离状态。
2006, 18.
摘要:
针对惯性约束聚变激光等离子体诊断系统的特殊需求，提出采用对数型轴锥镜来实现长焦深功能，并采用超高斯边缘匀滑、中心切趾及选择合适的器件参数等方法优化了长焦深器件的性能。模拟实验证明，为了得到满足要求的长焦深、小焦斑、小旁瓣和均匀的轴上及横向光场分布的聚焦光束，对数型轴锥镜的焦深应为3~5 mm；元件中心须采用切趾，而且切趾半径应为15~60 mm；元件边缘宜采用5阶超高斯匀滑。设计出焦深长达3 mm、轴上光强均匀、旁瓣峰值小于中心强度的2%且横向光斑较均匀的长焦深器件，可以满足激光等离子体诊断的要求，并用菲涅耳衍射积分对该元件光场的模拟实验验证了该方法的可行性。
针对惯性约束聚变激光等离子体诊断系统的特殊需求，提出采用对数型轴锥镜来实现长焦深功能，并采用超高斯边缘匀滑、中心切趾及选择合适的器件参数等方法优化了长焦深器件的性能。模拟实验证明，为了得到满足要求的长焦深、小焦斑、小旁瓣和均匀的轴上及横向光场分布的聚焦光束，对数型轴锥镜的焦深应为3~5 mm；元件中心须采用切趾，而且切趾半径应为15~60 mm；元件边缘宜采用5阶超高斯匀滑。设计出焦深长达3 mm、轴上光强均匀、旁瓣峰值小于中心强度的2%且横向光斑较均匀的长焦深器件，可以满足激光等离子体诊断的要求，并用菲涅耳衍射积分对该元件光场的模拟实验验证了该方法的可行性。
2006, 18.
摘要:
实现中心点火的基本条件是在内爆中心形成面密度0.3 g/cm2，温度10 keV的点火热斑。减速阶段流体不稳定性的增长，会破坏对称压缩，减小热斑体积，直接破坏点火热斑的形成，对点火构成威胁。在原有LARED-S程序的基础上，加入热核反应和α粒子加热过程程序模块，对直接驱动ICF球内爆过程进行数值模拟研究，1维模拟结果与NIF直接驱动点火靶的设计基本相符，显示α粒子加热对边缘点火起重要作用；2维模拟表明减速阶段流体不稳定性对点火有重要影响。
实现中心点火的基本条件是在内爆中心形成面密度0.3 g/cm2，温度10 keV的点火热斑。减速阶段流体不稳定性的增长，会破坏对称压缩，减小热斑体积，直接破坏点火热斑的形成，对点火构成威胁。在原有LARED-S程序的基础上，加入热核反应和α粒子加热过程程序模块，对直接驱动ICF球内爆过程进行数值模拟研究，1维模拟结果与NIF直接驱动点火靶的设计基本相符，显示α粒子加热对边缘点火起重要作用；2维模拟表明减速阶段流体不稳定性对点火有重要影响。
2006, 18.
摘要:
采用溶胶-凝胶工艺在酸性、碱性和碱/酸两步催化条件下制备纳米多孔结构的SiO2薄膜。使用透射电子显微镜（TEM）、激光粒子分析仪测试了溶胶的微观结构和颗粒分布;使用反射式扫描椭偏仪、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）测试了薄膜的光学性能和微观形貌。结果表明：通过改变溶胶-凝胶过程中的催化条件可控制薄膜微观结构和光学性能。溶胶在长期存贮期间符合镀膜的稳定性要求。
采用溶胶-凝胶工艺在酸性、碱性和碱/酸两步催化条件下制备纳米多孔结构的SiO2薄膜。使用透射电子显微镜（TEM）、激光粒子分析仪测试了溶胶的微观结构和颗粒分布;使用反射式扫描椭偏仪、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）测试了薄膜的光学性能和微观形貌。结果表明：通过改变溶胶-凝胶过程中的催化条件可控制薄膜微观结构和光学性能。溶胶在长期存贮期间符合镀膜的稳定性要求。
2006, 18.
摘要:
以正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体，采用酸碱两步催化法制备了SiO2醇凝胶。醇凝胶分别经过TEOS母液、甲基三乙氧基硅烷（MTEOS）处理后，以六甲基二硅胺烷（HMDSA）为疏水改性试剂，制备了改性SiO2醇凝胶，醇凝胶经溶剂交换后以CO2作为干燥介质，采用超临界干燥法制备了密度在30～100 mg/cm3的SiO2气凝胶。用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）对疏水性SiO2气凝胶进行了研究。研究结果表明,经过改性的气凝胶在潮湿环境中具有极好的尺寸稳定性和疏水性。采用精密车床加工得到了满足惯性约束聚变（ICF）物理试验要求的微柱。
以正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体，采用酸碱两步催化法制备了SiO2醇凝胶。醇凝胶分别经过TEOS母液、甲基三乙氧基硅烷（MTEOS）处理后，以六甲基二硅胺烷（HMDSA）为疏水改性试剂，制备了改性SiO2醇凝胶，醇凝胶经溶剂交换后以CO2作为干燥介质，采用超临界干燥法制备了密度在30～100 mg/cm3的SiO2气凝胶。用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）对疏水性SiO2气凝胶进行了研究。研究结果表明,经过改性的气凝胶在潮湿环境中具有极好的尺寸稳定性和疏水性。采用精密车床加工得到了满足惯性约束聚变（ICF）物理试验要求的微柱。
2006, 18.
摘要:
对磷酸二氢钾(KDP)晶体中Na取代K点缺陷的几何结构及电子结构进行了第一性研究。计算的形成能约为0.46 eV，因此在KDP晶体中此类缺陷比较容易形成。Na取代K以后没有在带隙中形成缺陷态，但在价带中引入两个占据态。它们分别位于费米面以下49 eV和21.5 eV处，这两个占据态分别由Na原子的s和p轨道形成。相对于K来说，由于它们位于价带深处，具有很低的能量，因此Na在KDP中比K稳定。Na在KDP晶体中与周围氧原子的重叠布居仅为0.09, 故它不与主体原子发生共价作用，仅以静电库仑力影响周围原子，此缺陷周围晶格仅发生微小畸变。
对磷酸二氢钾(KDP)晶体中Na取代K点缺陷的几何结构及电子结构进行了第一性研究。计算的形成能约为0.46 eV，因此在KDP晶体中此类缺陷比较容易形成。Na取代K以后没有在带隙中形成缺陷态，但在价带中引入两个占据态。它们分别位于费米面以下49 eV和21.5 eV处，这两个占据态分别由Na原子的s和p轨道形成。相对于K来说，由于它们位于价带深处，具有很低的能量，因此Na在KDP中比K稳定。Na在KDP晶体中与周围氧原子的重叠布居仅为0.09, 故它不与主体原子发生共价作用，仅以静电库仑力影响周围原子，此缺陷周围晶格仅发生微小畸变。
2006, 18.
摘要:
爆炸磁频率发生器是一种结构简单、小型化的电磁脉冲产生和辐射装置。为了优化其性能，从数学模型入手进行研究，得出输出信号所满足的Bessel函数，分析了在不同电参数下输出信号的模式及电路中的能量分配。研究结果表明，当电感变化到初始值的1/e所需时间与初始载波频率的乘积较大时，发生器的输出信号为振荡模式，且二者乘积越大，载波频率越高，对其辐射越有利。
爆炸磁频率发生器是一种结构简单、小型化的电磁脉冲产生和辐射装置。为了优化其性能，从数学模型入手进行研究，得出输出信号所满足的Bessel函数，分析了在不同电参数下输出信号的模式及电路中的能量分配。研究结果表明，当电感变化到初始值的1/e所需时间与初始载波频率的乘积较大时，发生器的输出信号为振荡模式，且二者乘积越大，载波频率越高，对其辐射越有利。
2006, 18.
摘要:
主要介绍了为“强光一号”加速器丝阵负载Z箍缩实验设计的可见光图像诊断系统，系统时间分辨约为5 ns，空间分辨约为6.5 lp/mm，光谱响应范围365~750 nm。系统能够满足从早期单丝电离到等离子体柱飞散整个Z箍缩过程的诊断要求， 给出了系统在Z箍缩实验中获得的丝阵负载内爆图像序列，并对其反映的内爆现象进行了初步的唯象分析。
主要介绍了为“强光一号”加速器丝阵负载Z箍缩实验设计的可见光图像诊断系统，系统时间分辨约为5 ns，空间分辨约为6.5 lp/mm，光谱响应范围365~750 nm。系统能够满足从早期单丝电离到等离子体柱飞散整个Z箍缩过程的诊断要求， 给出了系统在Z箍缩实验中获得的丝阵负载内爆图像序列，并对其反映的内爆现象进行了初步的唯象分析。
2006, 18.
摘要:
对利用时域多分辨分析(MRTD)方法计算电磁脉冲(EMP)与细线耦合的问题进行了研究。将传统Holland细线算法应用到时域多分辨分析当中，推导出了MRTD方法中对细线结构处理的一种算法，并给出了具体的计算步骤和相关参数的选取方法。计算表明，采用MRTD方法计算细线问题，可以取较大的空间步长，一般可以取到最短工作波长的1/4左右，有效地节约了计算资源；MRTD方法也可以较方便地处理细线位于大地附近的情况，为计算地面铺设较长细线的EMP耦合提供了一种途径。
对利用时域多分辨分析(MRTD)方法计算电磁脉冲(EMP)与细线耦合的问题进行了研究。将传统Holland细线算法应用到时域多分辨分析当中，推导出了MRTD方法中对细线结构处理的一种算法，并给出了具体的计算步骤和相关参数的选取方法。计算表明，采用MRTD方法计算细线问题，可以取较大的空间步长，一般可以取到最短工作波长的1/4左右，有效地节约了计算资源；MRTD方法也可以较方便地处理细线位于大地附近的情况，为计算地面铺设较长细线的EMP耦合提供了一种途径。
2006, 18.
摘要:
介绍了一种基于电感储能和电爆炸丝断路开关的多脉冲发生器。该发生器是由作为初级能源的脉冲电容器组、储能电感和多级串联的不同长度、不同截面积的电爆炸丝断路开关组成。实验中在约10 W电阻负载上获得了2个大于250 kV和3个大于200 kV的脉冲输出。脉冲数由串联丝阵级数决定，脉冲幅度和脉冲间隔可通过爆炸丝参数、电容器充电电压调节。
介绍了一种基于电感储能和电爆炸丝断路开关的多脉冲发生器。该发生器是由作为初级能源的脉冲电容器组、储能电感和多级串联的不同长度、不同截面积的电爆炸丝断路开关组成。实验中在约10 W电阻负载上获得了2个大于250 kV和3个大于200 kV的脉冲输出。脉冲数由串联丝阵级数决定，脉冲幅度和脉冲间隔可通过爆炸丝参数、电容器充电电压调节。
2006, 18.
摘要:
在清华大学喷气Z箍缩平台上进行了对Ne气的箍缩软X射线诊断工作。该喷气装置由4个充电至23 kV的电容器并联组成，总储能4.5 kJ，放电电流峰值210 kA，上升沿2.5 ms。实验中通过观测放电电流微分信号来观测箍缩聚焦点的位置（波形的下凹尖峰点），此尖峰也是X光辐射的时间分辨点。利用响应时间为亚ns量级的光敏半导体探测器(PIN)探头获得了Ne气箍缩时等离子体发出的软X射线信号，X光辐射出现在放电电流微分信号突变点附近。一般来说，多次箍缩会导致多次的X光辐射输出，实验中的X光脉冲实际为多个等离子热点辐射叠加的结果，单次箍缩所产生的X光辐射比多次箍缩所产生的X光辐射要强。对每次箍缩来说，单个X光脉冲信号比多个X光脉冲信号的幅值要大。
在清华大学喷气Z箍缩平台上进行了对Ne气的箍缩软X射线诊断工作。该喷气装置由4个充电至23 kV的电容器并联组成，总储能4.5 kJ，放电电流峰值210 kA，上升沿2.5 ms。实验中通过观测放电电流微分信号来观测箍缩聚焦点的位置（波形的下凹尖峰点），此尖峰也是X光辐射的时间分辨点。利用响应时间为亚ns量级的光敏半导体探测器(PIN)探头获得了Ne气箍缩时等离子体发出的软X射线信号，X光辐射出现在放电电流微分信号突变点附近。一般来说，多次箍缩会导致多次的X光辐射输出，实验中的X光脉冲实际为多个等离子热点辐射叠加的结果，单次箍缩所产生的X光辐射比多次箍缩所产生的X光辐射要强。对每次箍缩来说，单个X光脉冲信号比多个X光脉冲信号的幅值要大。
2006, 18.
摘要:
采用准相对论性Hartree-Fock-Relativistic方法与不可分辨跃迁组模型相结合，对Au和Ta元素的类Ni离子的双电子复合速率，以及Au元素类Cu离子的电子碰撞激发速率进行了计算。计算结果表明，对于Au类Ni离子的3d10-3d94l5f-3d104l双电子复合过程以及类Cu离子的3d104l-3d94l5f电子碰撞激发过程，当电子温度高于1.0 keV时，电子离子碰撞激发速率随电子温度增加而增加，双电子复合速率随电子温度增加而减小，并且电子碰撞激发对谱线辐射的贡献要比双电子复合大得多。
采用准相对论性Hartree-Fock-Relativistic方法与不可分辨跃迁组模型相结合，对Au和Ta元素的类Ni离子的双电子复合速率，以及Au元素类Cu离子的电子碰撞激发速率进行了计算。计算结果表明，对于Au类Ni离子的3d10-3d94l5f-3d104l双电子复合过程以及类Cu离子的3d104l-3d94l5f电子碰撞激发过程，当电子温度高于1.0 keV时，电子离子碰撞激发速率随电子温度增加而增加，双电子复合速率随电子温度增加而减小，并且电子碰撞激发对谱线辐射的贡献要比双电子复合大得多。
2006, 18.
摘要:
基于Dirac-Slater自洽场方法，计算了C原子及各价离子从低能到高能的光电离截面。通过各种理论计算结果的比较，分析了Kramers公式的适用性。定量地考察了多极效应和相对论效应在不同能区对光电离截面的影响，并研究了光电离截面随光子能量、壳层、电离度变化的规律。
基于Dirac-Slater自洽场方法，计算了C原子及各价离子从低能到高能的光电离截面。通过各种理论计算结果的比较，分析了Kramers公式的适用性。定量地考察了多极效应和相对论效应在不同能区对光电离截面的影响，并研究了光电离截面随光子能量、壳层、电离度变化的规律。
2006, 18.
摘要:
采用硼氢化钠在水溶液中还原氯金酸，并以水溶性硫醇巯基丁二酸在生成的金核表面包覆单分子层的方法，制备了单层包覆金团簇（MPC）。傅里叶变换红外光谱仪结果表明，巯基丁二酸与金形成了Au－S键，并得到了Auzx(SR)y形式的MPC。TEM照片显示，当Au和S的物质的量的比为1∶3时，金MPC的核尺寸约为2 nm。探讨了制得的金MPC的紫外-可见吸收特性及荧光特性，发现金MPC水溶液在520 nm附近无紫外吸收现象，而在451及480 nm波长紫外光激发下，可在796 nm附近观察到明显的荧光现象。反映表面等离子基元共振的520 nm附近吸收峰的消失是量子尺寸效应作用的结果。荧光现象与金MPC表面全充满的5d10和6(sp)1导带间的带间跃迁有关。
采用硼氢化钠在水溶液中还原氯金酸，并以水溶性硫醇巯基丁二酸在生成的金核表面包覆单分子层的方法，制备了单层包覆金团簇（MPC）。傅里叶变换红外光谱仪结果表明，巯基丁二酸与金形成了Au－S键，并得到了Auzx(SR)y形式的MPC。TEM照片显示，当Au和S的物质的量的比为1∶3时，金MPC的核尺寸约为2 nm。探讨了制得的金MPC的紫外-可见吸收特性及荧光特性，发现金MPC水溶液在520 nm附近无紫外吸收现象，而在451及480 nm波长紫外光激发下，可在796 nm附近观察到明显的荧光现象。反映表面等离子基元共振的520 nm附近吸收峰的消失是量子尺寸效应作用的结果。荧光现象与金MPC表面全充满的5d10和6(sp)1导带间的带间跃迁有关。
2006, 18.
摘要:
提出在中物院远红外自由电子激光光腔中全程采用波导对光场进行约束，利用计算光束与电子束横向叠合因子分析了光腔中是否加入波导管对腔内净增益的影响。模拟了减小波导管间隙和提高扭摆器峰值磁场场强对腔内增益的影响。3维数值模拟计算表明在光腔中加入波导使扭摆器净增益由-6%提高到约25%；波导管的间隙每缩小2 mm，腔内净增益提高7％~15％；场强每提高0.02 T，腔内净增益可增加5%~10%。
提出在中物院远红外自由电子激光光腔中全程采用波导对光场进行约束，利用计算光束与电子束横向叠合因子分析了光腔中是否加入波导管对腔内净增益的影响。模拟了减小波导管间隙和提高扭摆器峰值磁场场强对腔内增益的影响。3维数值模拟计算表明在光腔中加入波导使扭摆器净增益由-6%提高到约25%；波导管的间隙每缩小2 mm，腔内净增益提高7％~15％；场强每提高0.02 T，腔内净增益可增加5%~10%。
2006, 18.
摘要:
为了进一步提高束流品质并逐步采用双束加速技术, BEPCII直线加速器准备采用带有两个次谐波聚束器的双次谐波聚束系统。目前, 该次谐波聚束系统的物理设计和优化已经基本完成。由于新设计的双次谐波聚束系统很不同于BEPCII现有的聚束系统, 因此, 就要求对聚束系统中存在的各种抖动(jitter)效应重新进行研究。 使用多粒子模拟计算程序PARMELA对电子枪的高压抖动和定时抖动、次谐波聚束器的相位抖动以及功率抖动、聚束器中加速电场相位以及A0加速管(俘获加速节)中加速电场相位的抖动等效应进行了研究, 并最终确定了聚束系统中各部件的物理公差要求。
为了进一步提高束流品质并逐步采用双束加速技术, BEPCII直线加速器准备采用带有两个次谐波聚束器的双次谐波聚束系统。目前, 该次谐波聚束系统的物理设计和优化已经基本完成。由于新设计的双次谐波聚束系统很不同于BEPCII现有的聚束系统, 因此, 就要求对聚束系统中存在的各种抖动(jitter)效应重新进行研究。 使用多粒子模拟计算程序PARMELA对电子枪的高压抖动和定时抖动、次谐波聚束器的相位抖动以及功率抖动、聚束器中加速电场相位以及A0加速管(俘获加速节)中加速电场相位的抖动等效应进行了研究, 并最终确定了聚束系统中各部件的物理公差要求。
2006, 18.
摘要:
采用Surperfish对北京正负电子对撞机的多条形电极束流能散度探测器进行了电磁场模拟计算。在带模拟束流的情况下，计算分析了探测器对束流位置和能散度的分辨能力与电极张角之间的关系，首次计算了条形电极间的电容耦合综合强度。电极张角优化结果表明：在不考虑噪声水平的情况下，电极张角为20°时，探测器的灵敏度和分辨率达到最优。而当噪声影响很大时，可以适当增加电极张角，同时考虑减小噪声的措施。
采用Surperfish对北京正负电子对撞机的多条形电极束流能散度探测器进行了电磁场模拟计算。在带模拟束流的情况下，计算分析了探测器对束流位置和能散度的分辨能力与电极张角之间的关系，首次计算了条形电极间的电容耦合综合强度。电极张角优化结果表明：在不考虑噪声水平的情况下，电极张角为20°时，探测器的灵敏度和分辨率达到最优。而当噪声影响很大时，可以适当增加电极张角，同时考虑减小噪声的措施。
2006, 18.
摘要:
在“阳”加速器上进行了直径分别为10, 15, 20 μm, 交叉角为32°,45°,60°的钼（Mo）丝X-pinch实验。“阳”加速器产生的电流峰值约520 kA，上升时间80 ns。实验中通过X射线功率谱仪和纳秒分幅相机等仪器对Mo丝X-pinch辐射特性进行了诊断。实验表明：Mo丝X-pinch过程中会出现多次X射线爆发，箍缩过程中产生的热点辐射出能量超过3 keV的X射线，探测到的最小热点直径小于30 μm。
在“阳”加速器上进行了直径分别为10, 15, 20 μm, 交叉角为32°,45°,60°的钼（Mo）丝X-pinch实验。“阳”加速器产生的电流峰值约520 kA，上升时间80 ns。实验中通过X射线功率谱仪和纳秒分幅相机等仪器对Mo丝X-pinch辐射特性进行了诊断。实验表明：Mo丝X-pinch过程中会出现多次X射线爆发，箍缩过程中产生的热点辐射出能量超过3 keV的X射线，探测到的最小热点直径小于30 μm。
2006, 18.
摘要:
在“闪光Ⅱ”上进行了水介质多针自击穿开关实验研究。开关由2个或4个开关间隙、预脉冲屏蔽板及其支撑结构组成。介绍了开关结构及其集中参数等效电路模型，并给出了部分参数计算方法。开关间隙在约60 ns时间内被近似线性地充电至约1 MV，开关的放电电流、输入和输出电压分别用罗果夫斯基线圈和硫酸铜水电阻分压器测试。进行了2个间隙结构和4个间隙结构开关实验，开关的放电电流200～550 kA，平均击穿场强600～900 kV/cm。开关间隙抖动小于4 ns，开关间隙的击穿迟滞时间约为60 ns，2个间隙结构开关的间隙之间的击穿同步性能可以优于3 ns，4个间隙结构开关的间隙之间的击穿同步性能可以优于5 ns。预脉冲被有效地压缩，输出电压的预脉冲幅值约为输入电压预脉冲幅值的50%，从180 kV压缩至约90 kV，作用时间由600 ns压缩至60 ns。
在“闪光Ⅱ”上进行了水介质多针自击穿开关实验研究。开关由2个或4个开关间隙、预脉冲屏蔽板及其支撑结构组成。介绍了开关结构及其集中参数等效电路模型，并给出了部分参数计算方法。开关间隙在约60 ns时间内被近似线性地充电至约1 MV，开关的放电电流、输入和输出电压分别用罗果夫斯基线圈和硫酸铜水电阻分压器测试。进行了2个间隙结构和4个间隙结构开关实验，开关的放电电流200～550 kA，平均击穿场强600～900 kV/cm。开关间隙抖动小于4 ns，开关间隙的击穿迟滞时间约为60 ns，2个间隙结构开关的间隙之间的击穿同步性能可以优于3 ns，4个间隙结构开关的间隙之间的击穿同步性能可以优于5 ns。预脉冲被有效地压缩，输出电压的预脉冲幅值约为输入电压预脉冲幅值的50%，从180 kV压缩至约90 kV，作用时间由600 ns压缩至60 ns。
2006, 18.
摘要:
介绍了在合肥光源（HLS）上的相空间测量系统和测量结果，同时进行了工作点(Tune值)的计算。研究了电子储存环上三种相空间测量和计算方法：双位置单圈法、单位置双圈法和单位置单圈法。通过对仿真数据的计算和比较，论证了这三种方法的正确性和可行性，并分析了这三种方法的适用条件和在不同条件下的优缺点，为合肥光源的相空间测量提供了新的设计思路。
介绍了在合肥光源（HLS）上的相空间测量系统和测量结果，同时进行了工作点(Tune值)的计算。研究了电子储存环上三种相空间测量和计算方法：双位置单圈法、单位置双圈法和单位置单圈法。通过对仿真数据的计算和比较，论证了这三种方法的正确性和可行性，并分析了这三种方法的适用条件和在不同条件下的优缺点，为合肥光源的相空间测量提供了新的设计思路。
2006, 18.
摘要:
以“CHP01”加速器为实验平台，对自行研制的重复频率三电极气体开关的自击穿特性开展了实验研究。研究了开关自击穿特性与气压、气流流速、电极形状等因素的关系，并对实验结果进行了分析。结果表明：随着气压的升高，开关自击穿电压分散性变大；适当流速的气流有助于减小开关的自击穿分散性，但气流流速过大将加大自击穿分散性；当通过改变电极形状增大极间场增强因子时，开关电极间场增强因子变大，开关分散性减小，但平均自击穿电压有所降低。
以“CHP01”加速器为实验平台，对自行研制的重复频率三电极气体开关的自击穿特性开展了实验研究。研究了开关自击穿特性与气压、气流流速、电极形状等因素的关系，并对实验结果进行了分析。结果表明：随着气压的升高，开关自击穿电压分散性变大；适当流速的气流有助于减小开关的自击穿分散性，但气流流速过大将加大自击穿分散性；当通过改变电极形状增大极间场增强因子时，开关电极间场增强因子变大，开关分散性减小，但平均自击穿电压有所降低。
