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RSS2008年 20卷 第03期
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2008, 20.
摘要:
考虑到载流子和晶格的热容、热导率、弛豫时间等热力学参数随温度非线性变化因素的影响，利用有限差分算法，数值求解了半导体材料自相关热传导模型，讨论了2 m厚硅膜在波长和脉宽分别为775 nm和500 fs的脉冲激光辐照下的升温规律。数值结果表明：硅膜前表面载流子温度在激光辐照过程的0.69 ps时刻达到最大值，在4.8 ps时刻以后硅膜基本趋于总体热平衡；载流子热容的快速变化以及单光子吸收和由载流子浓度变化而引起的载流子能流变化是导致载流子温度变化的主要原因；超短脉冲激光辐照时，激光作用时间短，各扩...
考虑到载流子和晶格的热容、热导率、弛豫时间等热力学参数随温度非线性变化因素的影响，利用有限差分算法，数值求解了半导体材料自相关热传导模型，讨论了2 m厚硅膜在波长和脉宽分别为775 nm和500 fs的脉冲激光辐照下的升温规律。数值结果表明：硅膜前表面载流子温度在激光辐照过程的0.69 ps时刻达到最大值，在4.8 ps时刻以后硅膜基本趋于总体热平衡；载流子热容的快速变化以及单光子吸收和由载流子浓度变化而引起的载流子能流变化是导致载流子温度变化的主要原因；超短脉冲激光辐照时，激光作用时间短，各扩...
2008, 20.
摘要:
依据美国ANSI标准，模拟计算了0~12 km的高度范围内不同的激光束发散角和不同激光脉冲能量比例的532和1 064 nm激光脉冲人眼安全最大阈值能量。给出两种532和1 064 nm激光脉冲人眼安全最大阈值能量分配方案：(1)激光束发散角为0.3 mrad且532与1 064 nm的激光脉冲最大阈值能量之比为1∶2；（2）激光束发散角为0.4 mrad且532与1 064 nm的激光脉冲最大阈值能量之比为1∶1。分析了用这两种激光脉冲人眼安全最大阈值能量分配方案探测模式大气时所对应的信噪比。...
依据美国ANSI标准，模拟计算了0~12 km的高度范围内不同的激光束发散角和不同激光脉冲能量比例的532和1 064 nm激光脉冲人眼安全最大阈值能量。给出两种532和1 064 nm激光脉冲人眼安全最大阈值能量分配方案：(1)激光束发散角为0.3 mrad且532与1 064 nm的激光脉冲最大阈值能量之比为1∶2；（2）激光束发散角为0.4 mrad且532与1 064 nm的激光脉冲最大阈值能量之比为1∶1。分析了用这两种激光脉冲人眼安全最大阈值能量分配方案探测模式大气时所对应的信噪比。...
2008, 20.
摘要:
提出了蜂窝结构的三面体转镜，对这种新型转镜做了结构设计，并利用3维有限元计算技术，分析了蜂窝结构的三面体铝合金转镜的力学性能。结果表明：对镜面尺寸17.325 mm、轴向长度32.5 mm的三面体铝合金转镜，在5×10 4 r/min转速下，镜面最大变形量为0.547 μm，约为原结构铝合金转镜镜面的16%，与相同结构尺寸的铍转镜镜面变形量处于相同量级；内部最大应力小于原结构铝合金转镜。
提出了蜂窝结构的三面体转镜，对这种新型转镜做了结构设计，并利用3维有限元计算技术，分析了蜂窝结构的三面体铝合金转镜的力学性能。结果表明：对镜面尺寸17.325 mm、轴向长度32.5 mm的三面体铝合金转镜，在5×10 4 r/min转速下，镜面最大变形量为0.547 μm，约为原结构铝合金转镜镜面的16%，与相同结构尺寸的铍转镜镜面变形量处于相同量级；内部最大应力小于原结构铝合金转镜。
2008, 20.
摘要:
介绍了一种新的环形光源技术来抑制干涉仪系统的本征噪声以提高信噪比。阐述了环形光源抑制干涉仪系统本征噪声的原理，根据条纹对比度和需抑制噪声空间频率的要求，推导得到了环形光源的外半径和内半径。通过与传统的点光源对比实验表明：环形光源模式系统的本征噪声峰谷值小于点光源模式,且没有明显的牛顿环噪声,本征噪声的功率谱密度在空间频率小于2.5 mm -1时小于点光源的1/10，系统信噪比在空间频率小于2 -1时大于点光源的两倍。
介绍了一种新的环形光源技术来抑制干涉仪系统的本征噪声以提高信噪比。阐述了环形光源抑制干涉仪系统本征噪声的原理，根据条纹对比度和需抑制噪声空间频率的要求，推导得到了环形光源的外半径和内半径。通过与传统的点光源对比实验表明：环形光源模式系统的本征噪声峰谷值小于点光源模式,且没有明显的牛顿环噪声,本征噪声的功率谱密度在空间频率小于2.5 mm -1时小于点光源的1/10，系统信噪比在空间频率小于2 -1时大于点光源的两倍。
2008, 20.
摘要:
建立了LD预泵浦的被动调Q平平腔Cr4+,Nd3+:YAG微片激光器模型，分析了预泵浦参数与激光脉冲时间特性的关系,设计了LD预泵浦的Cr4+,Nd3+:YAG微片激光器实验，测量了不同预泵浦参数下激光单脉冲以及脉冲序列的时间特性。实验结果与数值计算结果基本符合：调节预泵浦参数使每个泵浦脉冲刚好对应输出单个激光脉冲时，固定脉冲泵浦宽度，脉冲泵浦速率随连续泵浦速率的增加呈一次函数减小；固定连续泵浦速率，脉冲泵浦速率随脉冲泵浦宽度的增加呈非线性函数减小。结果还表明,激光脉冲半高全宽随整体泵浦速率的增...
建立了LD预泵浦的被动调Q平平腔Cr4+,Nd3+:YAG微片激光器模型，分析了预泵浦参数与激光脉冲时间特性的关系,设计了LD预泵浦的Cr4+,Nd3+:YAG微片激光器实验，测量了不同预泵浦参数下激光单脉冲以及脉冲序列的时间特性。实验结果与数值计算结果基本符合：调节预泵浦参数使每个泵浦脉冲刚好对应输出单个激光脉冲时，固定脉冲泵浦宽度，脉冲泵浦速率随连续泵浦速率的增加呈一次函数减小；固定连续泵浦速率，脉冲泵浦速率随脉冲泵浦宽度的增加呈非线性函数减小。结果还表明,激光脉冲半高全宽随整体泵浦速率的增...
2008, 20.
摘要:
直接波前解卷积可以有效地克服大气湍流对天文观测的影响，但解卷积问题具有病态特性，必须进行规整化。基于奇异值分解的规整化方法在处理图像边缘等高频部分不够理想；而WVD方法仅适用某些解卷积问题。在提出一种基于小波包变换的新规整化方法的基础上，将此方法应用于室内模拟点源实验中，并与基于奇异值分解规整化的维纳逆滤波进行了对比,实验结果表明：该规整化方法可以有效地解决解卷积问题的病态特性，应用该规整化方法所恢复的图像质量明显提高。
直接波前解卷积可以有效地克服大气湍流对天文观测的影响，但解卷积问题具有病态特性，必须进行规整化。基于奇异值分解的规整化方法在处理图像边缘等高频部分不够理想；而WVD方法仅适用某些解卷积问题。在提出一种基于小波包变换的新规整化方法的基础上，将此方法应用于室内模拟点源实验中，并与基于奇异值分解规整化的维纳逆滤波进行了对比,实验结果表明：该规整化方法可以有效地解决解卷积问题的病态特性，应用该规整化方法所恢复的图像质量明显提高。
2008, 20.
摘要:
考虑X光源的空间尺寸和晶体的摇摆曲线，用光线追迹方法计算了诊断丝阵Z箍缩等离子体X辐射谱的柱面凸晶摄谱仪的色散、能谱分辨和空间分辨以及系统参数对它们的影响。结果表明：决定柱面凸晶摄谱仪能谱分辨的主要因素是光源尺寸以及光源-晶体之间距离；增大光源-晶体之间距离能够改善能谱分辨，但导致径向空间分辨能力下降。并依此建立了云母晶体摄谱仪，在“强光一号”装置上对系统进行了测试，获得时间积分铝丝阵负载Z箍缩等离子体X辐射谱。
考虑X光源的空间尺寸和晶体的摇摆曲线，用光线追迹方法计算了诊断丝阵Z箍缩等离子体X辐射谱的柱面凸晶摄谱仪的色散、能谱分辨和空间分辨以及系统参数对它们的影响。结果表明：决定柱面凸晶摄谱仪能谱分辨的主要因素是光源尺寸以及光源-晶体之间距离；增大光源-晶体之间距离能够改善能谱分辨，但导致径向空间分辨能力下降。并依此建立了云母晶体摄谱仪，在“强光一号”装置上对系统进行了测试，获得时间积分铝丝阵负载Z箍缩等离子体X辐射谱。
2008, 20.
摘要:
在神光Ⅱ高功率激光装置上，实验研究了激光斜辐照形成的激光等离子体辐射X射线光子的特性及真空喷射热等离子体流的方向。采用针孔X射线相机测量了钕玻璃激光（基频1.053 μm）辐照铝靶形成的激光铝等离子体辐射的X射线光子的空间分布，并针对正入射和入射激光斜辐照情况下测得的X射线光子量及特性进行了分析和比较。结果发现：入射激光斜辐照固体平面靶产生的向真空喷射热等离子体流的方向是垂直靶面（即法线方向）；正入射和斜入射激光叠加驱动靶时，一定程度上能改善激光辐照的均匀性，但等离子体源辐射的X射线光子数并未发...
在神光Ⅱ高功率激光装置上，实验研究了激光斜辐照形成的激光等离子体辐射X射线光子的特性及真空喷射热等离子体流的方向。采用针孔X射线相机测量了钕玻璃激光（基频1.053 μm）辐照铝靶形成的激光铝等离子体辐射的X射线光子的空间分布，并针对正入射和入射激光斜辐照情况下测得的X射线光子量及特性进行了分析和比较。结果发现：入射激光斜辐照固体平面靶产生的向真空喷射热等离子体流的方向是垂直靶面（即法线方向）；正入射和斜入射激光叠加驱动靶时，一定程度上能改善激光辐照的均匀性，但等离子体源辐射的X射线光子数并未发...
2008, 20.
摘要:
实验研究了在100 TW掺钛宝石超短超强脉冲激光装置上完成的飞秒激光-固体靶相互作用中超热电子的输运特性，获得了超热电子的能谱、产额、注量及超热电子在靶内输运能量沉积范围。测量结果表明:超热电子的注量和总能量随靶厚度的增加而减少，超热电子约80％的能量主要沉积在靶内的前约一个激光脉冲宽度的范围内，且能量沉积范围随激光脉冲宽度的增加而增加，这主要是静电场的影响所致。
实验研究了在100 TW掺钛宝石超短超强脉冲激光装置上完成的飞秒激光-固体靶相互作用中超热电子的输运特性，获得了超热电子的能谱、产额、注量及超热电子在靶内输运能量沉积范围。测量结果表明:超热电子的注量和总能量随靶厚度的增加而减少，超热电子约80％的能量主要沉积在靶内的前约一个激光脉冲宽度的范围内，且能量沉积范围随激光脉冲宽度的增加而增加，这主要是静电场的影响所致。
2008, 20.
摘要:
采用热舟蒸发方法沉积了氟化镁(MgF2)材料的单层膜，沉积温度从200 ℃上升到350 ℃，间隔为50 ℃。测量了样品的透射率和反射率光谱曲线，进行了表面粗糙度的标定，并在此基础上进行了光学损耗及散射损耗的计算。同时对355 nm波长处的激光诱导损伤阈值进行了测量。结果表明:随着沉积温度的升高，光学损耗增加;在短波长范围散射损耗在光学损耗中所占比例很小，光学损耗的增加主要由吸收损耗引起；在355 nm波长处的损伤阈值变化与吸收损耗的变化趋势相关，损伤机制主要是吸收起主导作用。样品的微缺陷密度也是...
采用热舟蒸发方法沉积了氟化镁(MgF2)材料的单层膜，沉积温度从200 ℃上升到350 ℃，间隔为50 ℃。测量了样品的透射率和反射率光谱曲线，进行了表面粗糙度的标定，并在此基础上进行了光学损耗及散射损耗的计算。同时对355 nm波长处的激光诱导损伤阈值进行了测量。结果表明:随着沉积温度的升高，光学损耗增加;在短波长范围散射损耗在光学损耗中所占比例很小，光学损耗的增加主要由吸收损耗引起；在355 nm波长处的损伤阈值变化与吸收损耗的变化趋势相关，损伤机制主要是吸收起主导作用。样品的微缺陷密度也是...
2008, 20.
摘要:
采用溶胶-凝胶法，以醋酸镁和氟化氢为原料，以甲醇为溶剂制备了MgF2溶胶，利用浸渍提拉法在洁净石英基片上镀膜，考察了反应温度对溶胶微结构、薄膜结构和性能的影响。样品采用激光动态光散射、透射电镜、X射线粉体衍射仪、紫外-可见光谱仪、原子力显微镜进行表征。结果表明：通过该方法制备的表面平整的低折射率MgF2薄膜，在紫外区具有很好的增透性能，同时在紫外波长355 nm激光的辐照下（脉宽6 ns），薄膜具有较高的抗激光损伤性能，激光损伤阈值达10.85 J·cm-2。
采用溶胶-凝胶法，以醋酸镁和氟化氢为原料，以甲醇为溶剂制备了MgF2溶胶，利用浸渍提拉法在洁净石英基片上镀膜，考察了反应温度对溶胶微结构、薄膜结构和性能的影响。样品采用激光动态光散射、透射电镜、X射线粉体衍射仪、紫外-可见光谱仪、原子力显微镜进行表征。结果表明：通过该方法制备的表面平整的低折射率MgF2薄膜，在紫外区具有很好的增透性能，同时在紫外波长355 nm激光的辐照下（脉宽6 ns），薄膜具有较高的抗激光损伤性能，激光损伤阈值达10.85 J·cm-2。
2008, 20.
摘要:
提出了直接针对惯性约束聚变（ICF）诊断目标的X射线Kirkpatrick-Baez型显微镜的像差校正和光学设计方法。在校正掠入射细光束像散的基础上，推导了内爆压缩区全视场范围内的垂轴像差表达式，进而构建了系统的空间分辨率预测模型。基于对空间分辨率和集光立体角两个关键指标的分析，结合ICF的实验要求，得到了系统的初始结构参数确定原则和光学设计流程。实例表明，该方法克服了传统的轴上球差评价的不足，设计结果能够同时满足内爆压缩区的视场、分辨率和集光效率的要求。
提出了直接针对惯性约束聚变（ICF）诊断目标的X射线Kirkpatrick-Baez型显微镜的像差校正和光学设计方法。在校正掠入射细光束像散的基础上，推导了内爆压缩区全视场范围内的垂轴像差表达式，进而构建了系统的空间分辨率预测模型。基于对空间分辨率和集光立体角两个关键指标的分析，结合ICF的实验要求，得到了系统的初始结构参数确定原则和光学设计流程。实例表明，该方法克服了传统的轴上球差评价的不足，设计结果能够同时满足内爆压缩区的视场、分辨率和集光效率的要求。
2008, 20.
摘要:
采用聚苯乙烯(PS)空心微球为模板,间苯二酚-甲醛(RF)为前驱体溶液,邻苯二甲酸二丁酯为分散剂,以界面聚合反应为基础初步总结出一条PS-RF双层聚合物空心微球的制备工艺,并就制备过程中RF溶液与分散剂油相的选择、预聚时间、搅拌速率、固化温度等影响因素进行了讨论。当RF溶液质量分数为25%,间苯二酚与碳酸钠的物质的量之比为100,预聚24 h，搅拌速率120～200 r/min,固化温度35 ℃时，制得了球形度和同心度达到95%以上,表面粗糙度小于10 nm的PS-RF双层空心微球。
采用聚苯乙烯(PS)空心微球为模板,间苯二酚-甲醛(RF)为前驱体溶液,邻苯二甲酸二丁酯为分散剂,以界面聚合反应为基础初步总结出一条PS-RF双层聚合物空心微球的制备工艺,并就制备过程中RF溶液与分散剂油相的选择、预聚时间、搅拌速率、固化温度等影响因素进行了讨论。当RF溶液质量分数为25%,间苯二酚与碳酸钠的物质的量之比为100,预聚24 h，搅拌速率120～200 r/min,固化温度35 ℃时，制得了球形度和同心度达到95%以上,表面粗糙度小于10 nm的PS-RF双层空心微球。
2008, 20.
摘要:
采用直流磁控溅射方法制备膜厚为50, 100, 200, 400, 600 nm的Nb薄膜，对薄膜的沉积速率、表面形貌、晶体结构进行了研究，并对其应力和择优取向进行了详细的分析。原子力显微镜图像显示Nb膜表面光滑、致密，均方根粗糙度达到0.1 nm量级。X射线小角衍射给出了薄膜的晶格结构、晶粒尺寸和应力情况。分析表明薄膜为多晶体心立方结构(bcc)，在(110)晶面方向存在明显的择优取向，且随着薄膜厚度增大而增强。Nb膜应力先随薄膜厚度增大而增大，在200 nm时达到最大值(为1.015 1 G...
采用直流磁控溅射方法制备膜厚为50, 100, 200, 400, 600 nm的Nb薄膜，对薄膜的沉积速率、表面形貌、晶体结构进行了研究，并对其应力和择优取向进行了详细的分析。原子力显微镜图像显示Nb膜表面光滑、致密，均方根粗糙度达到0.1 nm量级。X射线小角衍射给出了薄膜的晶格结构、晶粒尺寸和应力情况。分析表明薄膜为多晶体心立方结构(bcc)，在(110)晶面方向存在明显的择优取向，且随着薄膜厚度增大而增强。Nb膜应力先随薄膜厚度增大而增大，在200 nm时达到最大值(为1.015 1 G...
2008, 20.
摘要:
介绍了天津ⅢX光胶片在北京同步辐射源3W1B装置上进行绝对响应标定的一种实验方法。实验中采用快门控制曝光时间，标准探测器记录积分光强，从而得到胶片接收到的绝对光强,并用黑密度计扫描胶片得到光学黑密度。数据处理中通过对快门响应的标定和对光源分布不均匀性的处理来减小光强的不确定度。实验得到了胶片在1 keV和1.5 keV两个能点绝对光强与黑密度之间的绝对响应实验数据，并用Henke的理论公式拟合得到绝对响应曲线。
介绍了天津ⅢX光胶片在北京同步辐射源3W1B装置上进行绝对响应标定的一种实验方法。实验中采用快门控制曝光时间，标准探测器记录积分光强，从而得到胶片接收到的绝对光强,并用黑密度计扫描胶片得到光学黑密度。数据处理中通过对快门响应的标定和对光源分布不均匀性的处理来减小光强的不确定度。实验得到了胶片在1 keV和1.5 keV两个能点绝对光强与黑密度之间的绝对响应实验数据，并用Henke的理论公式拟合得到绝对响应曲线。
2008, 20.
摘要:
合成了一种材料N,N′-二苯并咪唑-苝二酰亚胺(PV)，经多次真空升华提纯，产率为68%，纯度达95%以上。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外/可见吸收光谱（UV/Vis）、元素分析、热失重分析（TG）对该产物的结构和性能进行了表征。结果表明:苝四甲酸二酐（PTCDA）与邻苯二胺反应，易转化成二苯并咪唑苝类衍生物。该PV材料在450～750 nm范围内有两个强的吸收峰，其初始热分解温度约为510 ℃，热稳定性较好。
合成了一种材料N,N′-二苯并咪唑-苝二酰亚胺(PV)，经多次真空升华提纯，产率为68%，纯度达95%以上。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外/可见吸收光谱（UV/Vis）、元素分析、热失重分析（TG）对该产物的结构和性能进行了表征。结果表明:苝四甲酸二酐（PTCDA）与邻苯二胺反应，易转化成二苯并咪唑苝类衍生物。该PV材料在450～750 nm范围内有两个强的吸收峰，其初始热分解温度约为510 ℃，热稳定性较好。
2008, 20.
摘要:
利用模式展开和场匹配理论，建立了具有突变结构谐振腔的散射矩阵。在此基础上编制了FORTRAN计算程序，并对Ka波段TE01模回旋速调管的具有突变结构的开放式输出腔进行了数值计算。分析了回旋速调管输出腔的腔体长度和半径变化，以及输出耦合孔的半径和厚度变化对输出腔的品质因数和频率的影响。结果表明：由程序模拟输出腔所得到的计算结果与HFSS软件的结果一致；与冷测实验结果相比，品质因数的相对偏差为1.65%，谐振频率的偏差为10 MHz。
利用模式展开和场匹配理论，建立了具有突变结构谐振腔的散射矩阵。在此基础上编制了FORTRAN计算程序，并对Ka波段TE01模回旋速调管的具有突变结构的开放式输出腔进行了数值计算。分析了回旋速调管输出腔的腔体长度和半径变化，以及输出耦合孔的半径和厚度变化对输出腔的品质因数和频率的影响。结果表明：由程序模拟输出腔所得到的计算结果与HFSS软件的结果一致；与冷测实验结果相比，品质因数的相对偏差为1.65%，谐振频率的偏差为10 MHz。
2008, 20.
摘要:
提出了一种16单元矩形径向线螺旋阵列天线。介绍了该矩形阵列天线的提出背景以及工作原理，分析了两种电磁组合探针的耦合特性，设计并数值模拟了中心频率为4.0 GHz的16单元矩形径向线螺旋阵列天线。模拟结果表明：该口径为180 mm×180 mm 的天线在中心频率4.0 GHz 下，增益为18.24 dB，轴向轴比值1.065；在3.8～4.2 GHz的频率范围内增益大于17.89 dB，轴向轴比值小于1.2，反射系数小于0.15，口径效率大于85％。
提出了一种16单元矩形径向线螺旋阵列天线。介绍了该矩形阵列天线的提出背景以及工作原理，分析了两种电磁组合探针的耦合特性，设计并数值模拟了中心频率为4.0 GHz的16单元矩形径向线螺旋阵列天线。模拟结果表明：该口径为180 mm×180 mm 的天线在中心频率4.0 GHz 下，增益为18.24 dB，轴向轴比值1.065；在3.8～4.2 GHz的频率范围内增益大于17.89 dB，轴向轴比值小于1.2，反射系数小于0.15，口径效率大于85％。
2008, 20.
摘要:
根据小型化的要求，提出了可以用于小型化L波段磁绝缘线振荡器的一体化辐射天线的模型，即介质+插板移相型模式变换器，该模型可以有效缩短模式变换器的物理长度，并基于该模型研究了一体化辐射天线的方向图、增益、物理长度等特性，初步优化设计了一体化辐射天线，为结构紧凑的小型化磁绝缘线振荡器的研究提供了方便。
根据小型化的要求，提出了可以用于小型化L波段磁绝缘线振荡器的一体化辐射天线的模型，即介质+插板移相型模式变换器，该模型可以有效缩短模式变换器的物理长度，并基于该模型研究了一体化辐射天线的方向图、增益、物理长度等特性，初步优化设计了一体化辐射天线，为结构紧凑的小型化磁绝缘线振荡器的研究提供了方便。
2008, 20.
摘要:
为保护电子设备不受高功率微波损坏，在矩形波导中嵌入等离子体限幅器。计算了不同气体的微波击穿场强随气体压强以及微波频率的变化规律。在高气压条件下（1 333~133 320 Pa），气体击穿场强随气压增大而增大，在计算的4种气体中Ne的击穿场强最小；低气压条件下（1.333 2~133.32 Pa），气体击穿场强随气压增大而减小，且Xe具有最小击穿场强。高气压条件下气体的击穿场强明显高于低气压下的击穿场强。计算结果表明：当填充133.32 Pa的Xe时，限幅器能够在约30 km范围内，有效地防护1...
为保护电子设备不受高功率微波损坏，在矩形波导中嵌入等离子体限幅器。计算了不同气体的微波击穿场强随气体压强以及微波频率的变化规律。在高气压条件下（1 333~133 320 Pa），气体击穿场强随气压增大而增大，在计算的4种气体中Ne的击穿场强最小；低气压条件下（1.333 2~133.32 Pa），气体击穿场强随气压增大而减小，且Xe具有最小击穿场强。高气压条件下气体的击穿场强明显高于低气压下的击穿场强。计算结果表明：当填充133.32 Pa的Xe时，限幅器能够在约30 km范围内，有效地防护1...
2008, 20.
摘要:
获得长脉冲高功率微波（HPM）输出是HPM源技术追求的重要目标之一。从物理机理上分析了影响慢波结构HPM器件实现长脉冲HPM输出的因素，并利用长脉冲脉冲功率源和过模慢波结构HPM器件，开展了X波段长脉冲HPM产生实验。实验中，采用介质-铜阴极，并在慢波结构表面镀Cr，在导引磁场约0.7 T、二极管电压约400 kV、电流约10 kA、束流脉宽200 ns的条件下，获得了功率500 MW、脉宽约100 ns、主模为TM01的X波段长脉冲HPM输出。对实验结果的分析表明，脉冲功率源与HPM器件的阻抗...
获得长脉冲高功率微波（HPM）输出是HPM源技术追求的重要目标之一。从物理机理上分析了影响慢波结构HPM器件实现长脉冲HPM输出的因素，并利用长脉冲脉冲功率源和过模慢波结构HPM器件，开展了X波段长脉冲HPM产生实验。实验中，采用介质-铜阴极，并在慢波结构表面镀Cr，在导引磁场约0.7 T、二极管电压约400 kV、电流约10 kA、束流脉宽200 ns的条件下，获得了功率500 MW、脉宽约100 ns、主模为TM01的X波段长脉冲HPM输出。对实验结果的分析表明，脉冲功率源与HPM器件的阻抗...
2008, 20.
摘要:
运用大轨道电子束，对外开槽同轴波导回旋自谐振放大器进行了线性动力学理论分析和非线性自洽模型模拟。由线性动力学理论分析和非线性模拟得到的结果在线性增长部分吻合得很好。为了有效抑制绝对不稳定性，对电子束流的选择进行了讨论。计算结果表明：对于电压为700 kV, 电流为100 A, 电子束纵横向速度比为0.8的大轨道电子束, TE51外开槽同轴波导回旋自谐振脉塞放大器的峰值功率和峰值效率分别可以达到6.27 MW和8.96%。
运用大轨道电子束，对外开槽同轴波导回旋自谐振放大器进行了线性动力学理论分析和非线性自洽模型模拟。由线性动力学理论分析和非线性模拟得到的结果在线性增长部分吻合得很好。为了有效抑制绝对不稳定性，对电子束流的选择进行了讨论。计算结果表明：对于电压为700 kV, 电流为100 A, 电子束纵横向速度比为0.8的大轨道电子束, TE51外开槽同轴波导回旋自谐振脉塞放大器的峰值功率和峰值效率分别可以达到6.27 MW和8.96%。
2008, 20.
摘要:
为指导光子晶体谐振腔的设计,运用3维电磁场仿真软件HFSS模拟了2维光子晶体谐振腔，分析了影响2维光子晶体谐振腔的主要特性参数，主要包括所插介质杆的排列结构、介电常数及其半径和间距。研究表明，在其它条件保持不变时，若增大介质杆半径，则同一模式频率没有同一的变化规律;若增大介质杆介电常数，则出现的规则模式减少，并且没有基模出现，同一个模式，频率明显降低；若增大介质杆间距，则计算的频率间隔减小，对其它参数影响不大，只是同一模式的频率略有减小。
为指导光子晶体谐振腔的设计,运用3维电磁场仿真软件HFSS模拟了2维光子晶体谐振腔，分析了影响2维光子晶体谐振腔的主要特性参数，主要包括所插介质杆的排列结构、介电常数及其半径和间距。研究表明，在其它条件保持不变时，若增大介质杆半径，则同一模式频率没有同一的变化规律;若增大介质杆介电常数，则出现的规则模式减少，并且没有基模出现，同一个模式，频率明显降低；若增大介质杆间距，则计算的频率间隔减小，对其它参数影响不大，只是同一模式的频率略有减小。
2008, 20.
摘要:
利用3维软件设计了适用于S波段相对论速调管放大器的单重入输入腔,该腔体采用了偏心设计,以便减小耦合孔处的不均匀场对腔间隙场的影响，分析了腔体耦合孔尺寸对腔间隙场均匀性的影响；建立了带输入波导结构的3维输入腔开放腔模型，并应用此模型，采用3维PIC程序模拟了注入微波功率、束直流对输入腔间隙后束流调制的影响。研究结果表明：耦合孔尺寸对腔间隙电场均匀性影响较大，当耦合孔离轴越近时，腔间隙场越不均匀；在结构参数和束参数固定的条件下，基波电流调制深度随着间隙电压的增加而增加，但达到最大基波调制电流的漂移距...
利用3维软件设计了适用于S波段相对论速调管放大器的单重入输入腔,该腔体采用了偏心设计,以便减小耦合孔处的不均匀场对腔间隙场的影响，分析了腔体耦合孔尺寸对腔间隙场均匀性的影响；建立了带输入波导结构的3维输入腔开放腔模型，并应用此模型，采用3维PIC程序模拟了注入微波功率、束直流对输入腔间隙后束流调制的影响。研究结果表明：耦合孔尺寸对腔间隙电场均匀性影响较大，当耦合孔离轴越近时，腔间隙场越不均匀；在结构参数和束参数固定的条件下，基波电流调制深度随着间隙电压的增加而增加，但达到最大基波调制电流的漂移距...
2008, 20.
摘要:
利用自行开发的3维行波管仿真软件研究了五注耦合腔行波管周期永磁聚焦系统，分析了各个电子注通道内的静磁场分布和电子注聚焦性能。讨论了在有无初始横向速度的情况下各电子注的聚焦情况。并对外层电子注通道内的横向磁场的性质和其造成的对电子注聚焦的影响进行了分析,结果表明:该多注周期永磁聚焦系统具有良好的静磁场分布特性与电子注聚焦性能，在结构设计合理时，横向磁场对外层通道内电子注的聚焦影响很小，可以忽略。
利用自行开发的3维行波管仿真软件研究了五注耦合腔行波管周期永磁聚焦系统，分析了各个电子注通道内的静磁场分布和电子注聚焦性能。讨论了在有无初始横向速度的情况下各电子注的聚焦情况。并对外层电子注通道内的横向磁场的性质和其造成的对电子注聚焦的影响进行了分析,结果表明:该多注周期永磁聚焦系统具有良好的静磁场分布特性与电子注聚焦性能，在结构设计合理时，横向磁场对外层通道内电子注的聚焦影响很小，可以忽略。
2008, 20.
摘要:
利用时域多分辨分析方法，对地面铺设缆线屏蔽层感生电流的规律进行了研究。给出了屏蔽层感生电流与缆线距离地面的高度、缆线的长度、电磁脉冲的入射方向等的关系。结果表明：屏蔽层电流幅度随着缆线距离地面高度增高而增加；屏蔽层电流幅度、前沿、半高宽随着缆线长度增加而增加，直到分别达到各自的最大值；电磁脉冲正入射时，屏蔽层电流幅度沿缆线分布呈现中间大、两边小的规律；电磁脉冲斜入射时，屏蔽层电流相对电磁脉冲正入射时，幅度更高、前沿更快、半高宽更窄，幅度沿缆线的分布情况为从一端到另一端逐渐增大。
利用时域多分辨分析方法，对地面铺设缆线屏蔽层感生电流的规律进行了研究。给出了屏蔽层感生电流与缆线距离地面的高度、缆线的长度、电磁脉冲的入射方向等的关系。结果表明：屏蔽层电流幅度随着缆线距离地面高度增高而增加；屏蔽层电流幅度、前沿、半高宽随着缆线长度增加而增加，直到分别达到各自的最大值；电磁脉冲正入射时，屏蔽层电流幅度沿缆线分布呈现中间大、两边小的规律；电磁脉冲斜入射时，屏蔽层电流相对电磁脉冲正入射时，幅度更高、前沿更快、半高宽更窄，幅度沿缆线的分布情况为从一端到另一端逐渐增大。
2008, 20.
摘要:
以磁绝缘传输线振荡器(MILO)中次级电子倍增效应物理图像为基础，对MILO中发生次级电子倍增效应的各阶共振模进行了计算和分析。结果表明：与基阶共振模相比，高阶共振模发生次级电子倍增效应的敏感区域要小得多，对次级电子倍增效应起主要作用的是基阶共振模；减小或抑制次级电子倍增效应，主要应考虑控制基阶共振模的电子倍增作用。
以磁绝缘传输线振荡器(MILO)中次级电子倍增效应物理图像为基础，对MILO中发生次级电子倍增效应的各阶共振模进行了计算和分析。结果表明：与基阶共振模相比，高阶共振模发生次级电子倍增效应的敏感区域要小得多，对次级电子倍增效应起主要作用的是基阶共振模；减小或抑制次级电子倍增效应，主要应考虑控制基阶共振模的电子倍增作用。
2008, 20.
摘要:
基于渡越辐射机理结合径向结构的低阻抗特性，提出了一种新型的低阻抗高功率微波器件——径向三腔渡越时间振荡器，它由3个等间距的边耦合同轴腔组成，径向运动电子束与谐振腔中的角向均匀模式场相互作用。采用PIC粒子模拟程序进行了模拟研究。在电子束能量450 keV、束流60 kA且无外加引导磁场的条件下，当结构参数网长为4.8 cm,腔间距为1.4 cm,电子发射面为0.8 cm,内径为8 cm时，获得了平均功率7.4 GW，频率4.1 GHz的微波输出，效率达27.4%，阻抗7.5 Ω。通过粒子模拟给出...
基于渡越辐射机理结合径向结构的低阻抗特性，提出了一种新型的低阻抗高功率微波器件——径向三腔渡越时间振荡器，它由3个等间距的边耦合同轴腔组成，径向运动电子束与谐振腔中的角向均匀模式场相互作用。采用PIC粒子模拟程序进行了模拟研究。在电子束能量450 keV、束流60 kA且无外加引导磁场的条件下，当结构参数网长为4.8 cm,腔间距为1.4 cm,电子发射面为0.8 cm,内径为8 cm时，获得了平均功率7.4 GW，频率4.1 GHz的微波输出，效率达27.4%，阻抗7.5 Ω。通过粒子模拟给出...
2008, 20.
摘要:
在分析了等离子体辐射微波的电流波形和喇叭天线接收到的微波信号波形的基础上，对脉冲等离子体辐射微波的机理进行了理论分析：阴阳极间存在TEM和TM两种模式的波；流经等离子体的电流产生的磁场使等离子体中的波成为慢波；高频场的激励因素有两个，一是作加速运动的电子，二是阳极斑点溅射时阳极电位突降；同一时刻具有不同速度的电子将能量转换给相应相速的波是其产生超宽带辐射的原因。
在分析了等离子体辐射微波的电流波形和喇叭天线接收到的微波信号波形的基础上，对脉冲等离子体辐射微波的机理进行了理论分析：阴阳极间存在TEM和TM两种模式的波；流经等离子体的电流产生的磁场使等离子体中的波成为慢波；高频场的激励因素有两个，一是作加速运动的电子，二是阳极斑点溅射时阳极电位突降；同一时刻具有不同速度的电子将能量转换给相应相速的波是其产生超宽带辐射的原因。
2008, 20.
摘要:
分析了脉冲功率传输线建立磁绝缘的暂态过程，对暂态过程中传输线的击穿与磁绝缘关系、电子的分布规律及其与建立磁绝缘的关系进行了阐述。分析了磁绝缘传输线电极间的电子分布改变传输线工作阻抗值的现象，给出了传输线稳态工作阻抗的求解方法和用稳态工作阻抗计算传输线暂态工作阻抗的方法。研究了截面尺寸变化时传输线中电子的分布和电磁波传播的折反射情况。结果表明:传输线在建立磁绝缘的过程中损失电子是必然的，损失电子是建立磁绝缘的必要条件。截面半径沿轴向变化时，其工作特性与极间距的变化有关。极间距增大时，后半段的电子电...
分析了脉冲功率传输线建立磁绝缘的暂态过程，对暂态过程中传输线的击穿与磁绝缘关系、电子的分布规律及其与建立磁绝缘的关系进行了阐述。分析了磁绝缘传输线电极间的电子分布改变传输线工作阻抗值的现象，给出了传输线稳态工作阻抗的求解方法和用稳态工作阻抗计算传输线暂态工作阻抗的方法。研究了截面尺寸变化时传输线中电子的分布和电磁波传播的折反射情况。结果表明:传输线在建立磁绝缘的过程中损失电子是必然的，损失电子是建立磁绝缘的必要条件。截面半径沿轴向变化时，其工作特性与极间距的变化有关。极间距增大时，后半段的电子电...
2008, 20.
摘要:
分析了传统磁脉冲压缩系统的原理及缺点，对基于省去磁芯复位电路的磁脉冲压缩系统进行了介绍，为了更加深入地分析这种磁脉冲压缩系统，应用Pspice仿真分析软件建立了省去磁芯复位电路的磁脉冲压缩系统模型，计算出各级压缩过程中各元件的电压波形，及饱和变压器和磁开关的磁芯感应强度变化曲线；经测试，当负载为500 Ω纯阻性负载时，系统两端输出的负极性脉冲峰值约-27 kV，半高宽约为70 ns，下降沿约为40 ns。通过分析仿真结果与实验结果，仿真中需考虑测量探头引入的并联电容对电路的影响。
分析了传统磁脉冲压缩系统的原理及缺点，对基于省去磁芯复位电路的磁脉冲压缩系统进行了介绍，为了更加深入地分析这种磁脉冲压缩系统，应用Pspice仿真分析软件建立了省去磁芯复位电路的磁脉冲压缩系统模型，计算出各级压缩过程中各元件的电压波形，及饱和变压器和磁开关的磁芯感应强度变化曲线；经测试，当负载为500 Ω纯阻性负载时，系统两端输出的负极性脉冲峰值约-27 kV，半高宽约为70 ns，下降沿约为40 ns。通过分析仿真结果与实验结果，仿真中需考虑测量探头引入的并联电容对电路的影响。
2008, 20.
摘要:
磁绝缘传输线电流损失的计算方法是丝阵Z箍缩电路模拟的关键问题之一。以传输线模拟方法TLCODE为基础，将磁绝缘传输线分成若干段有损传输线单元，每个单元由一段无损传输线及一个对地损失电阻组成，根据磁绝缘准则判断单元的磁绝缘状况，磁绝缘形成之前损失电流由空间电荷限制流与传导电流的定量关系来计算，磁绝缘形成之后则根据阻抗匹配关系及流动阻抗模型来计算；同时将丝阵负载内爆动力学方程与TLCODE表达式、流动阻抗方程进行耦合，可求解磁绝缘传输线、丝阵负载在电压脉冲作用下全时空域的动态响应特性。
磁绝缘传输线电流损失的计算方法是丝阵Z箍缩电路模拟的关键问题之一。以传输线模拟方法TLCODE为基础，将磁绝缘传输线分成若干段有损传输线单元，每个单元由一段无损传输线及一个对地损失电阻组成，根据磁绝缘准则判断单元的磁绝缘状况，磁绝缘形成之前损失电流由空间电荷限制流与传导电流的定量关系来计算，磁绝缘形成之后则根据阻抗匹配关系及流动阻抗模型来计算；同时将丝阵负载内爆动力学方程与TLCODE表达式、流动阻抗方程进行耦合，可求解磁绝缘传输线、丝阵负载在电压脉冲作用下全时空域的动态响应特性。
2008, 20.
摘要:
从层流模型出发，根据线电压和线电流，给出了磁绝缘稳态时传输线极间的电磁场分布的解析表达式。在此基础上，计算了考虑空间电子效应后处于磁绝缘稳态的传输线等效分布电感和电容，以改进磁绝缘稳态的电路单元模型。利用该方法，模拟计算了Z加速器的MITL-A在磁绝缘稳态时的等效分布电感和电容。结果表明，等效分布电容随空间电子效应的增强而变大，而等效分布电感随空间电子效应的增强而变小；且线电压越低，等效分布电感和电容随空间电子效应的增强变化越快。
从层流模型出发，根据线电压和线电流，给出了磁绝缘稳态时传输线极间的电磁场分布的解析表达式。在此基础上，计算了考虑空间电子效应后处于磁绝缘稳态的传输线等效分布电感和电容，以改进磁绝缘稳态的电路单元模型。利用该方法，模拟计算了Z加速器的MITL-A在磁绝缘稳态时的等效分布电感和电容。结果表明，等效分布电容随空间电子效应的增强而变大，而等效分布电感随空间电子效应的增强而变小；且线电压越低，等效分布电感和电容随空间电子效应的增强变化越快。
2008, 20.
摘要:
中子激发发射计算机断层扫描成像对探测器有着较高的要求，为了探讨利用传统阵列探测器实现其应用的可行性，利用模拟的方法给出了锗酸铋（BGO）晶体阵列探测器的基本性能。对高能光子在单根BGO晶体中的能谱进行了分析，提出叠加相邻晶体信号以提高能量分辨率的修正方法。结果表明:此方法能够很大程度上优化输出能谱，并能够得到较好的空间分辨率。
中子激发发射计算机断层扫描成像对探测器有着较高的要求，为了探讨利用传统阵列探测器实现其应用的可行性，利用模拟的方法给出了锗酸铋（BGO）晶体阵列探测器的基本性能。对高能光子在单根BGO晶体中的能谱进行了分析，提出叠加相邻晶体信号以提高能量分辨率的修正方法。结果表明:此方法能够很大程度上优化输出能谱，并能够得到较好的空间分辨率。
2008, 20.
摘要:
采用直流磁控溅射加负偏压的方法制备了Ti膜，研究了不同偏压条件对Ti膜沉积速率、密度、生长方式及表面形貌的影响。随着偏压逐渐增大，Ti膜沉积速率分三个阶段变化:0~ -40 V之间沉积速率基本不变; -40~ -80 V之间沉积速率迅速降低;超过-80 V后沉积速率随偏压的下降速度又放缓。Ti膜密度随偏压增加而增大，负偏压为-119.1 V时开始饱和并趋于块体Ti材密度。加负偏压能够抑制Ti膜的柱状生长方式；偏压可以改善Ti膜的表面形貌，对于40 W和100 W的溅射功率，负偏压分别在-100 ...
采用直流磁控溅射加负偏压的方法制备了Ti膜，研究了不同偏压条件对Ti膜沉积速率、密度、生长方式及表面形貌的影响。随着偏压逐渐增大，Ti膜沉积速率分三个阶段变化:0~ -40 V之间沉积速率基本不变; -40~ -80 V之间沉积速率迅速降低;超过-80 V后沉积速率随偏压的下降速度又放缓。Ti膜密度随偏压增加而增大，负偏压为-119.1 V时开始饱和并趋于块体Ti材密度。加负偏压能够抑制Ti膜的柱状生长方式；偏压可以改善Ti膜的表面形貌，对于40 W和100 W的溅射功率，负偏压分别在-100 ...
2008, 20.
摘要:
用1.064 μm波长的单脉冲(6 ns)激光对K9玻璃基底上电子束沉积的单层SiO2薄膜进行了辐照损伤实验。以扫描电镜对K9基底的断面进行分析，并采用表面热透镜装置对膜层中的缺陷进行了检测，最后采用Matlab偏微分工具箱对缺陷的散射光光场进行了有限元模拟。实验研究表明：膜层中存在缺陷，基底中也存在大量缺陷。模拟研究表明：缺陷的位置越深，形成的条纹间距也越宽；当缺陷的形状不规则时，在局部出现近似平行的纹波结构；当缺陷的数目增加时，这些缺陷的散射光的叠加就形成相互叠加的条纹。
用1.064 μm波长的单脉冲(6 ns)激光对K9玻璃基底上电子束沉积的单层SiO2薄膜进行了辐照损伤实验。以扫描电镜对K9基底的断面进行分析，并采用表面热透镜装置对膜层中的缺陷进行了检测，最后采用Matlab偏微分工具箱对缺陷的散射光光场进行了有限元模拟。实验研究表明：膜层中存在缺陷，基底中也存在大量缺陷。模拟研究表明：缺陷的位置越深，形成的条纹间距也越宽；当缺陷的形状不规则时，在局部出现近似平行的纹波结构；当缺陷的数目增加时，这些缺陷的散射光的叠加就形成相互叠加的条纹。
2008, 20.
摘要:
通过分析影响变像管性能的主要因素，以提高其时间分辨率、空间分辨率和动态范围为优化思路，确定了在扫描变像管中荧光屏邻近区域引入等径螺旋电极以产生纵向均匀加速场的优化方案。分析得知，该优化结构可以在几方面改善变像管的性能:增加粒子到达荧光屏的纵向速度、减小粒子通过偏转板与荧光屏之间区域的渡越时间和渡越时间弥散、提高荧光屏的亮度。在横向约束带电粒子束的发散，通过减小空间电荷像差而改善电子光学系统的空间分辨率。另外，附加电极的引入也为降低加速阳极电位和偏转电极电位从而提高偏转系统的灵敏度提供了一定的空间...
通过分析影响变像管性能的主要因素，以提高其时间分辨率、空间分辨率和动态范围为优化思路，确定了在扫描变像管中荧光屏邻近区域引入等径螺旋电极以产生纵向均匀加速场的优化方案。分析得知，该优化结构可以在几方面改善变像管的性能:增加粒子到达荧光屏的纵向速度、减小粒子通过偏转板与荧光屏之间区域的渡越时间和渡越时间弥散、提高荧光屏的亮度。在横向约束带电粒子束的发散，通过减小空间电荷像差而改善电子光学系统的空间分辨率。另外，附加电极的引入也为降低加速阳极电位和偏转电极电位从而提高偏转系统的灵敏度提供了一定的空间...
2008, 20.
摘要:
利用基于Geant4建立起来的针孔成像模型获得了不同偏移量下γ与中子的好事例、能量沉积的比值，并模拟分析了强γ背景对中子针孔成像点扩展函数的影响。研究结果表明:在偏移量小于1 cm时，γ与中子的好事例之比、γ与中子的能量沉积峰值之比以及γ与中子的能量沉积总和之比分别在0.40～0.42，0.63～0.65以及0.46～0.49之间；偏移量大于1 cm时，比值下降明显，γ对中子的影响减小。在同一偏移量下，γ射线的点扩展函数的分布范围要比中子的小，两者叠加后所获得的点扩展函数的分布范围介于两者之间。...
利用基于Geant4建立起来的针孔成像模型获得了不同偏移量下γ与中子的好事例、能量沉积的比值，并模拟分析了强γ背景对中子针孔成像点扩展函数的影响。研究结果表明:在偏移量小于1 cm时，γ与中子的好事例之比、γ与中子的能量沉积峰值之比以及γ与中子的能量沉积总和之比分别在0.40～0.42，0.63～0.65以及0.46～0.49之间；偏移量大于1 cm时，比值下降明显，γ对中子的影响减小。在同一偏移量下，γ射线的点扩展函数的分布范围要比中子的小，两者叠加后所获得的点扩展函数的分布范围介于两者之间。...
2008, 20.
摘要:
设计加工了铁电阴极电子枪，给出了模拟计算及其初步实验结果。电子枪为皮尔斯枪型，采用顺电相陶瓷Ba0.67Sr0.33TiO2作为铁电阴极材料，电子枪电压脉宽80 ns，幅值最大可达80 kV，设计电子枪导流系数为0.15×10-6 A·V-3/2。电子枪电压从30 kV逐步增大到56 kV，测量到其发射电流从0.7 A逐步增大到2.5 A。根据实验结果拟合得到的电子枪导流系数为0.2×10-6 A·V-3/2，与设计基本符合。
设计加工了铁电阴极电子枪，给出了模拟计算及其初步实验结果。电子枪为皮尔斯枪型，采用顺电相陶瓷Ba0.67Sr0.33TiO2作为铁电阴极材料，电子枪电压脉宽80 ns，幅值最大可达80 kV，设计电子枪导流系数为0.15×10-6 A·V-3/2。电子枪电压从30 kV逐步增大到56 kV，测量到其发射电流从0.7 A逐步增大到2.5 A。根据实验结果拟合得到的电子枪导流系数为0.2×10-6 A·V-3/2，与设计基本符合。
2008, 20.
摘要:
介绍了兰州重离子加速器冷却存储环（HIRFL-CSR）的实验环CSRe以及次级束线RIBLLⅡ中束流控制系统的设计。该系统主要采用了Java，COM，Oracle，ARM，DSP，FPGA等技术实现了对磁铁电源的实时、同步控制，已达到对束流的控制。该系统已经运行于现场的束流调试中，并在RIBLLⅡ的束流调试中运行正常、性能稳定。
介绍了兰州重离子加速器冷却存储环（HIRFL-CSR）的实验环CSRe以及次级束线RIBLLⅡ中束流控制系统的设计。该系统主要采用了Java，COM，Oracle，ARM，DSP，FPGA等技术实现了对磁铁电源的实时、同步控制，已达到对束流的控制。该系统已经运行于现场的束流调试中，并在RIBLLⅡ的束流调试中运行正常、性能稳定。
