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RSS2008年 20卷 第04期
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2008, 20.
摘要:
分析了云南天文台1.2 m望远镜61单元自适应光学系统上如果配置激光导引星，由信标上方以及信标下方采样不完整性造成的聚焦非等晕性误差大小。为了减小聚焦非等晕性误差，可以采用投射多重信标方法。同时讨论了多重信标方法造成的信标位置测量误差和圆锥倾斜误差两种额外误差，理论分析并数值模拟了当投射2~5颗钠导星和瑞利导星时其误差大小。结果表明:随着导星高度以及导星数的增加，该方法可以有效地减小聚焦非等晕性误差，对于钠导星其误差小于1 rad2。
分析了云南天文台1.2 m望远镜61单元自适应光学系统上如果配置激光导引星，由信标上方以及信标下方采样不完整性造成的聚焦非等晕性误差大小。为了减小聚焦非等晕性误差，可以采用投射多重信标方法。同时讨论了多重信标方法造成的信标位置测量误差和圆锥倾斜误差两种额外误差，理论分析并数值模拟了当投射2~5颗钠导星和瑞利导星时其误差大小。结果表明:随着导星高度以及导星数的增加，该方法可以有效地减小聚焦非等晕性误差，对于钠导星其误差小于1 rad2。
2008, 20.
摘要:
为了研究偏振遥感对伪装目标的识别特点，分别对不同颜色的伪装网进行了偏振参数测量和成像实验。通过数据分析发现，伪装网的散射偏振度受观测条件和材料自身特性（如反射率、折射率和表面粗糙度）影响很大；伪装涂层对入射光的散射作用可以分为面散射和体散射，其中面散射具有起偏振作用而体散射具有消偏振作用；与自然背景相比，伪装目标的偏振特征非常显著，利用偏振遥感可以有效地识别出常规侦察手段所不能发现的伪装目标。通过偏振遥感的侦察原理和特点分析，提出了可以利用表面结构设计和烟雾等方法对抗偏振遥感的侦察。
为了研究偏振遥感对伪装目标的识别特点，分别对不同颜色的伪装网进行了偏振参数测量和成像实验。通过数据分析发现，伪装网的散射偏振度受观测条件和材料自身特性（如反射率、折射率和表面粗糙度）影响很大；伪装涂层对入射光的散射作用可以分为面散射和体散射，其中面散射具有起偏振作用而体散射具有消偏振作用；与自然背景相比，伪装目标的偏振特征非常显著，利用偏振遥感可以有效地识别出常规侦察手段所不能发现的伪装目标。通过偏振遥感的侦察原理和特点分析，提出了可以利用表面结构设计和烟雾等方法对抗偏振遥感的侦察。
2008, 20.
摘要:
在有限差分迭代方法的基础上，利用MATLAB程序模拟计算了在超高斯泵浦光连续作用下Nd:YAG薄片激光器中方形薄片介质的3维瞬态和稳态温度分布。根据热平衡微分方程和热弹性体边界条件，由3维温度分布数值模拟了介质的3维位移和热应力。有限差分迭代方法避免了常规的有限元法需要求解超大稀疏矩阵而导致的占用系统的内存数增加和计算速度等问题。模拟计算得到的介质温度分布和应力分布与实验结果相符合。
在有限差分迭代方法的基础上，利用MATLAB程序模拟计算了在超高斯泵浦光连续作用下Nd:YAG薄片激光器中方形薄片介质的3维瞬态和稳态温度分布。根据热平衡微分方程和热弹性体边界条件，由3维温度分布数值模拟了介质的3维位移和热应力。有限差分迭代方法避免了常规的有限元法需要求解超大稀疏矩阵而导致的占用系统的内存数增加和计算速度等问题。模拟计算得到的介质温度分布和应力分布与实验结果相符合。
2008, 20.
摘要:
利用1维非定态程序对单程自由电子激光(FEL)放大器放大线性啁啾脉冲的过程进行了数值模拟，得到了不同啁啾参数的脉冲通过FEL放大器的增益曲线，计算了不同啁啾参数的脉冲被单程FEL放大器放大后的腔外压缩情况。通过对数值模拟结果的定性分析得出：影响输出脉冲宽度和峰值功率的主要因素是FEL放大器的增益线宽和啁啾参数，并以此说明，通过先使用FEL放大器放大啁啾脉冲、然后再将其在腔外压缩的方法产生超短脉冲FEL是可行的。
利用1维非定态程序对单程自由电子激光(FEL)放大器放大线性啁啾脉冲的过程进行了数值模拟，得到了不同啁啾参数的脉冲通过FEL放大器的增益曲线，计算了不同啁啾参数的脉冲被单程FEL放大器放大后的腔外压缩情况。通过对数值模拟结果的定性分析得出：影响输出脉冲宽度和峰值功率的主要因素是FEL放大器的增益线宽和啁啾参数，并以此说明，通过先使用FEL放大器放大啁啾脉冲、然后再将其在腔外压缩的方法产生超短脉冲FEL是可行的。
2008, 20.
摘要:
强背景下空中运动目标主要表现为边缘残缺、模糊，甚至出现闪烁、间断等复杂成像特性，这成为制约目标探测和成像跟踪的瓶颈问题。结合跟踪过程反馈信息来确定目标点扩展函数，利用一种新的Ben-Ezra图像复原模型，解决了目标运动模糊的图像复原问题；采用基于特征伴随值的相似性判断方法，构造联结机制的联想网络模型，来解决目标闪烁和残缺特征的联想问题。对提出的方法进行了图像序列的仿真，取得了较好的实验结果。
强背景下空中运动目标主要表现为边缘残缺、模糊，甚至出现闪烁、间断等复杂成像特性，这成为制约目标探测和成像跟踪的瓶颈问题。结合跟踪过程反馈信息来确定目标点扩展函数，利用一种新的Ben-Ezra图像复原模型，解决了目标运动模糊的图像复原问题；采用基于特征伴随值的相似性判断方法，构造联结机制的联想网络模型，来解决目标闪烁和残缺特征的联想问题。对提出的方法进行了图像序列的仿真，取得了较好的实验结果。
2008, 20.
摘要:
提出双环掺铒光纤激光器耦合反馈控制混沌的物理模型，利用定向耦合器将系统的输出变量反馈到系统中，通过间接控制损耗系数，并选取适当的反馈系数，实现对系统混沌的控制。分析了反馈系数对激光器由混沌态进入周期态和稳定态的动力学行为的影响。数值模拟表明：改变系统损耗系数，双环掺铒光纤激光器可由周期态进入混沌态；加入耦合反馈，适当调制反馈系数，可以将双环光纤激光器混沌控制到周期态和稳定态上；提高系统反馈系数，系统进入稳定态的时间变短。选取不同的系统初值，激光器总能得到两种不同的奇怪吸引子，可见双环掺铒光纤激光器具有双稳态特征。
提出双环掺铒光纤激光器耦合反馈控制混沌的物理模型，利用定向耦合器将系统的输出变量反馈到系统中，通过间接控制损耗系数，并选取适当的反馈系数，实现对系统混沌的控制。分析了反馈系数对激光器由混沌态进入周期态和稳定态的动力学行为的影响。数值模拟表明：改变系统损耗系数，双环掺铒光纤激光器可由周期态进入混沌态；加入耦合反馈，适当调制反馈系数，可以将双环光纤激光器混沌控制到周期态和稳定态上；提高系统反馈系数，系统进入稳定态的时间变短。选取不同的系统初值，激光器总能得到两种不同的奇怪吸引子，可见双环掺铒光纤激光器具有双稳态特征。
2008, 20.
摘要:
运用热化学分析、扫描电子显微技术等手段，分析了碳纤维增强环氧树脂基复合材料在ms量级重频激光辐照下的损伤形式，研究了峰值功率密度、辐照时间、重复频率和脉冲宽度等对复合材料烧蚀规律的影响。研究结果表明：在激光辐照过程中，复合材料树脂基体在300 ℃开始裂解；由于裂解气体的保护作用，碳纤维不发生氧化，而是在汽化点（3 300 ℃）汽化烧蚀；复合材料热烧蚀率随峰值功率密度和重复频率提高而增大，随辐照时间增加而减小，最终均趋于定值；增加脉冲宽度可以提高辐照区峰值温度，降低碳纤维损伤的功率密度阈值。
运用热化学分析、扫描电子显微技术等手段，分析了碳纤维增强环氧树脂基复合材料在ms量级重频激光辐照下的损伤形式，研究了峰值功率密度、辐照时间、重复频率和脉冲宽度等对复合材料烧蚀规律的影响。研究结果表明：在激光辐照过程中，复合材料树脂基体在300 ℃开始裂解；由于裂解气体的保护作用，碳纤维不发生氧化，而是在汽化点（3 300 ℃）汽化烧蚀；复合材料热烧蚀率随峰值功率密度和重复频率提高而增大，随辐照时间增加而减小，最终均趋于定值；增加脉冲宽度可以提高辐照区峰值温度，降低碳纤维损伤的功率密度阈值。
2008, 20.
摘要:
为了探寻直排型连续波DF/HF化学激光器的起动特性，建立了一套化学激光器气流通道单喷管小型模型实验装置，通过选用不同的气体（冷气流）作为工作介质和不同的扩压器进行实验，分别研究了工作介质的气动参量对模型起动特性和扩压器喉道最小面积的影响，并与1维定常流理论的计算结果作了比较。最后分析了基区对模型起动特性的影响，比较了两种类型基区的差异。实验结果表明:对于直排型连续波DF/HF化学激光器，采用大比热容比、小相对分子质量的介质作为引射气流，喷管出口和基区之间带有一个向内的圆角，对提高DDCL整体性能是有利的。
为了探寻直排型连续波DF/HF化学激光器的起动特性，建立了一套化学激光器气流通道单喷管小型模型实验装置，通过选用不同的气体（冷气流）作为工作介质和不同的扩压器进行实验，分别研究了工作介质的气动参量对模型起动特性和扩压器喉道最小面积的影响，并与1维定常流理论的计算结果作了比较。最后分析了基区对模型起动特性的影响，比较了两种类型基区的差异。实验结果表明:对于直排型连续波DF/HF化学激光器，采用大比热容比、小相对分子质量的介质作为引射气流，喷管出口和基区之间带有一个向内的圆角，对提高DDCL整体性能是有利的。
2008, 20.
摘要:
分析了工业辐照加速器扫描磁铁的三角波励磁电流的选取。介绍了一种输出电流峰峰值20 A、扫描频率为20～50 Hz的连续三角波的工业辐照加速器扫描磁铁电源。阐述了三角波调制器的原理、三角波线性度、基于单片机的控制系统以及其在工业辐照环境下采取的抗干扰措施。理论和应用均表明该设计具有很好的辐照均匀度。
分析了工业辐照加速器扫描磁铁的三角波励磁电流的选取。介绍了一种输出电流峰峰值20 A、扫描频率为20～50 Hz的连续三角波的工业辐照加速器扫描磁铁电源。阐述了三角波调制器的原理、三角波线性度、基于单片机的控制系统以及其在工业辐照环境下采取的抗干扰措施。理论和应用均表明该设计具有很好的辐照均匀度。
2008, 20.
摘要:
从理论上分析了脉冲形成线中筒与外筒之间的连接电感对二极管输出电压的影响，使用Pspice软件对理论计算结果进行模拟验证，并利用水介质螺旋脉冲形成线型电子束加速器进行了实验研究。理论分析、软件模拟和实验结果均表明:中筒与外筒之间过大的电感可使输出电压脉冲的平顶变短，上升沿时间延长，波形峰值降低。当连接电感小于200 nH时，可在加速器场发射真空二极管上输出接近方波的电压脉冲。
从理论上分析了脉冲形成线中筒与外筒之间的连接电感对二极管输出电压的影响，使用Pspice软件对理论计算结果进行模拟验证，并利用水介质螺旋脉冲形成线型电子束加速器进行了实验研究。理论分析、软件模拟和实验结果均表明:中筒与外筒之间过大的电感可使输出电压脉冲的平顶变短，上升沿时间延长，波形峰值降低。当连接电感小于200 nH时，可在加速器场发射真空二极管上输出接近方波的电压脉冲。
2008, 20.
摘要:
为了解高频MILO实验中高阶模频频出现的原因并考察其对MILO器件性能的影响，利用二次开发的3维全电磁粒子模拟程序KARAT对C波段MILO器件进行了模拟研究。在存在非对称激励的情况下由束波互作用可直接导致高阶模的产生，发现了可与实验中高阶模现象比拟的高阶模，并对其中频率为4.01 GHz的模式做出判定，认为此模式是由非对称的电子和场在互作用腔中相互作用产生的高阶TM11模，并经同轴线传输转化得来。对于频率为3.67 GHz和4.53 GHz的另两高阶模目前尚不能判断。
为了解高频MILO实验中高阶模频频出现的原因并考察其对MILO器件性能的影响，利用二次开发的3维全电磁粒子模拟程序KARAT对C波段MILO器件进行了模拟研究。在存在非对称激励的情况下由束波互作用可直接导致高阶模的产生，发现了可与实验中高阶模现象比拟的高阶模，并对其中频率为4.01 GHz的模式做出判定，认为此模式是由非对称的电子和场在互作用腔中相互作用产生的高阶TM11模，并经同轴线传输转化得来。对于频率为3.67 GHz和4.53 GHz的另两高阶模目前尚不能判断。
2008, 20.
摘要:
针对质子治癌直线加速器功耗少、长度短的要求，设计了一台工作频率为324 MHz的漂移管型质子直线加速器(DTL)。该DTL把粒子从2.5 MeV加速到7 MeV，功耗为265 kW, 总长1.9 m。横向聚焦采用FODO结构，漂移管内放置永磁铁。提出一种新的束流匹配方案，在射频四极场加速器(RFQ)与DTL之间不设束运线，而是以 DTL入口处的4个单元为匹配段，把RFQ出口处相椭圆匹配到DTL周期结构入口处的相椭圆。 用PARMILA程序对该DTL进行了动力学模拟，结果表明该方案的束流发射度增长很小。
针对质子治癌直线加速器功耗少、长度短的要求，设计了一台工作频率为324 MHz的漂移管型质子直线加速器(DTL)。该DTL把粒子从2.5 MeV加速到7 MeV，功耗为265 kW, 总长1.9 m。横向聚焦采用FODO结构，漂移管内放置永磁铁。提出一种新的束流匹配方案，在射频四极场加速器(RFQ)与DTL之间不设束运线，而是以 DTL入口处的4个单元为匹配段，把RFQ出口处相椭圆匹配到DTL周期结构入口处的相椭圆。 用PARMILA程序对该DTL进行了动力学模拟，结果表明该方案的束流发射度增长很小。
2008, 20.
摘要:
上海应用物理研究所建造并调试了一台飞秒电子束装置。这台装置主要由一把S波段热阴极微波电子枪、一台alpha磁铁和一根SLAC型加速管组成。这台装置可以产生能量为 20~30 MeV，峰值电流为100 A，微束团长度为250 fs的电子束。这篇文章报道了这台装置的调试和电子束团参数的测量。
上海应用物理研究所建造并调试了一台飞秒电子束装置。这台装置主要由一把S波段热阴极微波电子枪、一台alpha磁铁和一根SLAC型加速管组成。这台装置可以产生能量为 20~30 MeV，峰值电流为100 A，微束团长度为250 fs的电子束。这篇文章报道了这台装置的调试和电子束团参数的测量。
2008, 20.
摘要:
采用Channel Archiver从加速器控制系统底层输入输出控制器获取和存储数据, 通过开发WEB人机界面和软件接口及客户端向计算机用户提供数据在线或离线的智能检索。该系统操作灵活，信息检索方便，目前已经对合肥光源做了长时间的稳定采集、存档和检索。可以帮助研究人员快捷高效地获得过程运行数据，很好地满足了对合肥光源机器运行和机器研究的需要。
采用Channel Archiver从加速器控制系统底层输入输出控制器获取和存储数据, 通过开发WEB人机界面和软件接口及客户端向计算机用户提供数据在线或离线的智能检索。该系统操作灵活，信息检索方便，目前已经对合肥光源做了长时间的稳定采集、存档和检索。可以帮助研究人员快捷高效地获得过程运行数据，很好地满足了对合肥光源机器运行和机器研究的需要。
2008, 20.
摘要:
介绍了当前国内外大型加速器实验室采用的主流控制系统软件开发工具EPICS的总体结构和特点，主要介绍了ASYN结构和特点，以及对使用ASYN软件包建立磁铁电源串口设备支持模块进行的研究，并将其应用于中国工程物理研究院驱动自由电子激光的30 MeV直线加速器磁铁电源控制系统中。同时还具体介绍了磁铁电源控制系统的结构以及系统软件设计，为直线加速器控制系统的建设做好准备工作。使用EPICS开发工具建立的加速器控制系统可以满足实验要求的高可靠性和高稳定性，从而为自由电子激光实验提供高品质束流。
介绍了当前国内外大型加速器实验室采用的主流控制系统软件开发工具EPICS的总体结构和特点，主要介绍了ASYN结构和特点，以及对使用ASYN软件包建立磁铁电源串口设备支持模块进行的研究，并将其应用于中国工程物理研究院驱动自由电子激光的30 MeV直线加速器磁铁电源控制系统中。同时还具体介绍了磁铁电源控制系统的结构以及系统软件设计，为直线加速器控制系统的建设做好准备工作。使用EPICS开发工具建立的加速器控制系统可以满足实验要求的高可靠性和高稳定性，从而为自由电子激光实验提供高品质束流。
2008, 20.
摘要:
采用比较算法快速寻找数据库中与目标导流系数相匹配的电子枪尺寸，采用缩尺法改变其尺寸到所要求的目标尺寸。考虑电子枪尺寸对注腰半径、导流系数、层流性等参数的影响，建立了评价电子注性能的目标函数，采用单纯形法优化目标函数实现最优的电子层流性,且基于比较算法和单纯形算法的设计方法具有通用性,工作效率高。
采用比较算法快速寻找数据库中与目标导流系数相匹配的电子枪尺寸，采用缩尺法改变其尺寸到所要求的目标尺寸。考虑电子枪尺寸对注腰半径、导流系数、层流性等参数的影响，建立了评价电子注性能的目标函数，采用单纯形法优化目标函数实现最优的电子层流性,且基于比较算法和单纯形算法的设计方法具有通用性,工作效率高。
2008, 20.
摘要:
使用发射光谱诊断法和Langmuir探针诊断法，测量了螺旋波激发等离子体化学气相沉积装置中产生的氢等离子体的发射光谱和电流-电压曲线。运用日冕模型和Druyvestey方法，对不同放电参数条件下激发态氢原子密度﹑等离子体密度及电子能量分布的变化规律进行了研究。结果表明：激发态氢原子密度随射频功率增大而增大，随工作气压的增大先增大，后缓慢下降。等离子体密度随射频功率增大线性增大，随工作气压的增加也是先增大，出现峰值后缓慢下降。电子平均能量随射频功率的变化是先增大，后达到平衡;随着工作气压的增大逐渐减小。两种诊断方法得到的结果基本相符。在低温低压等离子诊断中，两种诊断方法结合使用，可以得到更准确和更多的等离子体信息。
使用发射光谱诊断法和Langmuir探针诊断法，测量了螺旋波激发等离子体化学气相沉积装置中产生的氢等离子体的发射光谱和电流-电压曲线。运用日冕模型和Druyvestey方法，对不同放电参数条件下激发态氢原子密度﹑等离子体密度及电子能量分布的变化规律进行了研究。结果表明：激发态氢原子密度随射频功率增大而增大，随工作气压的增大先增大，后缓慢下降。等离子体密度随射频功率增大线性增大，随工作气压的增加也是先增大，出现峰值后缓慢下降。电子平均能量随射频功率的变化是先增大，后达到平衡;随着工作气压的增大逐渐减小。两种诊断方法得到的结果基本相符。在低温低压等离子诊断中，两种诊断方法结合使用，可以得到更准确和更多的等离子体信息。
2008, 20.
摘要:
概述了量子点阵衍射光栅的原理及制作方法，并设计标定实验，研究了不同角度及不同波长入射情况下量子点阵光栅的衍射特性。研究结果表明：量子点阵光栅不存在高级衍射，只保留了±1级和0级衍射，具有理想的单级衍射模式。光学波段量子点阵衍射光栅的成功研制为研制紫外、X光波段具有单级衍射特征的光栅提供了契机。
概述了量子点阵衍射光栅的原理及制作方法，并设计标定实验，研究了不同角度及不同波长入射情况下量子点阵光栅的衍射特性。研究结果表明：量子点阵光栅不存在高级衍射，只保留了±1级和0级衍射，具有理想的单级衍射模式。光学波段量子点阵衍射光栅的成功研制为研制紫外、X光波段具有单级衍射特征的光栅提供了契机。
2008, 20.
摘要:
为满足惯性约束聚变研究需要工作距离长、测谱范围宽的X射线诊断设备的独特要求，基于凸面反射几何原理研制了一台双通道弯晶谱仪。谱仪利用Si（111）及Qz（10－10）两种弯晶衍射X射线，并通过X射线CCD成功获得谱线图像，测谱范围从0.30 nm到0.65 nm。在激光装置原型诊断实验上得到应用。数据分析的结果证明实测谱线图像与理论模拟基本吻合。
为满足惯性约束聚变研究需要工作距离长、测谱范围宽的X射线诊断设备的独特要求，基于凸面反射几何原理研制了一台双通道弯晶谱仪。谱仪利用Si（111）及Qz（10－10）两种弯晶衍射X射线，并通过X射线CCD成功获得谱线图像，测谱范围从0.30 nm到0.65 nm。在激光装置原型诊断实验上得到应用。数据分析的结果证明实测谱线图像与理论模拟基本吻合。
2008, 20.
摘要:
为优化软X射线聚束透镜设计参数,使之与等离子体辐射源组合来获得洁净的高功率密度宽能带的软X光束，在西北核技术研究所的强光一号加速器装置上，对高功率密度的软X射线（6×106～1.5×107 W/cm2）在X光导管中的传输特性进行研究。研究结果表明：对于DM308型号玻璃材料拉制成的X光导管，在该功率密度范围内，软X射线在X光导管中的传输没有出现非线性效应，随着入射软X射线功率密度的提高，出射软X射线功率密度基本成线性增大；当入射软X射线的功率密度为1.2×107 W/cm7时，实验中获得X光导管的平均传输效率达到了16.3%。在强光一号加速器装置上，使用由该规格X光导管制作的软X射线聚束透镜与钨丝阵Z-pinch等离子体辐射源组合，获得了功率密度达2.1×109 W/cm2的宽能带的软X光源。
为优化软X射线聚束透镜设计参数,使之与等离子体辐射源组合来获得洁净的高功率密度宽能带的软X光束，在西北核技术研究所的强光一号加速器装置上，对高功率密度的软X射线（6×106～1.5×107 W/cm2）在X光导管中的传输特性进行研究。研究结果表明：对于DM308型号玻璃材料拉制成的X光导管，在该功率密度范围内，软X射线在X光导管中的传输没有出现非线性效应，随着入射软X射线功率密度的提高，出射软X射线功率密度基本成线性增大；当入射软X射线的功率密度为1.2×107 W/cm7时，实验中获得X光导管的平均传输效率达到了16.3%。在强光一号加速器装置上，使用由该规格X光导管制作的软X射线聚束透镜与钨丝阵Z-pinch等离子体辐射源组合，获得了功率密度达2.1×109 W/cm2的宽能带的软X光源。
2008, 20.
摘要:
以H2、反式-2-丁烯（T2B）和二茂铁混合气体为工作气体，用金属有机等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）制备了Fe掺杂氢化非晶碳（a-C:H:Fe）薄膜。使用X射线光电子能谱（XPS）对a-C:H:Fe薄膜成分进行了分析。使用台阶仪、场发射扫描电镜（FESEM）、热重分析和紫外可见分光光度计（UV-VIS），对比分析了a-C:H薄膜和a-C:H:Fe薄膜的沉积速率、表面形貌、热稳定性和光学带隙变化。研究表明：相同制备条件下，相比a-C:H薄膜，a-C:H:Fe薄膜的沉积速率高，表面颗粒小，容易碳化，光学带隙变窄。
以H2、反式-2-丁烯（T2B）和二茂铁混合气体为工作气体，用金属有机等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）制备了Fe掺杂氢化非晶碳（a-C:H:Fe）薄膜。使用X射线光电子能谱（XPS）对a-C:H:Fe薄膜成分进行了分析。使用台阶仪、场发射扫描电镜（FESEM）、热重分析和紫外可见分光光度计（UV-VIS），对比分析了a-C:H薄膜和a-C:H:Fe薄膜的沉积速率、表面形貌、热稳定性和光学带隙变化。研究表明：相同制备条件下，相比a-C:H薄膜，a-C:H:Fe薄膜的沉积速率高，表面颗粒小，容易碳化，光学带隙变窄。
2008, 20.
摘要:
建立起一套侧向阴影照相的光学系统,利用可见光作为探测光,在状态方程实验中对靶的飞行速度进行探测。在天光KrF准分子激光装置上进行激光打靶实验,激光波长为248.4 nm。在激光功率密度为8.3×1011 W/cm2的条件下,测得50 μm厚铝靶的飞行速度为3.28 km/s;在激光功率密度为4.7×101011 W/cm2的条件下,测得带100 μm厚烧蚀层的13 μm厚铝靶的飞行速度为2.52 km/s。最后进行了误差分析计算,实验中探测激光与靶表面偏离角度最大不会超过2.06°,偏离角对实验精度产生的影响可以被忽略。
建立起一套侧向阴影照相的光学系统,利用可见光作为探测光,在状态方程实验中对靶的飞行速度进行探测。在天光KrF准分子激光装置上进行激光打靶实验,激光波长为248.4 nm。在激光功率密度为8.3×1011 W/cm2的条件下,测得50 μm厚铝靶的飞行速度为3.28 km/s;在激光功率密度为4.7×101011 W/cm2的条件下,测得带100 μm厚烧蚀层的13 μm厚铝靶的飞行速度为2.52 km/s。最后进行了误差分析计算,实验中探测激光与靶表面偏离角度最大不会超过2.06°,偏离角对实验精度产生的影响可以被忽略。
2008, 20.
摘要:
对于分层介质中目标散射的时域有限差分（FDTD）计算，在分层背景中引入斜入射平面波源是一个难点。在2维Maxwell方程基础上，导出TM和TE模下含有斜入射角度的１维Maxwell方程，并用它在分层介质中连接边界上模拟斜入射平面波源，克服了分层背景时域有限差分计算斜入射平面波引入的困难。对熔石英表面覆盖薄膜的分层光学元件进行平面波斜入射时域有限差分计算结果表明，电磁波在各层内形成完好的平面波推进，验证了这种斜入射平面波添加方式的正确性。并通过对含气泡的缺陷模型的计算，来阐述这种入射波添加方式的应用。
对于分层介质中目标散射的时域有限差分（FDTD）计算，在分层背景中引入斜入射平面波源是一个难点。在2维Maxwell方程基础上，导出TM和TE模下含有斜入射角度的１维Maxwell方程，并用它在分层介质中连接边界上模拟斜入射平面波源，克服了分层背景时域有限差分计算斜入射平面波引入的困难。对熔石英表面覆盖薄膜的分层光学元件进行平面波斜入射时域有限差分计算结果表明，电磁波在各层内形成完好的平面波推进，验证了这种斜入射平面波添加方式的正确性。并通过对含气泡的缺陷模型的计算，来阐述这种入射波添加方式的应用。
2008, 20.
摘要:
设计了圆波导-矩形波导通过小孔耦合的定向耦合器装置，应用于高功率微波器件输出功率测量。利用弱耦合波理论分析了单孔耦合，对单孔耦合进行了理论分析和数值计算，并在HFSS中模拟了中心频率34 GHz、耦合度－40 dB的TE01TE10单孔耦合，将数值计算结果和模拟结果进行了对比，两者最大差值为0.4 dB, 相对误差近1%，从而证实理论分析和数值计算的正确性，证实了此种单孔耦合器不具备定向耦合的条件。在单孔耦合的基础上利用相位叠加原理详细分析了多孔定向耦合阵列原理，得出多孔耦合器且满足反向相位相消的条件才具备定向耦合；为设计此种定向耦合器提供了设计理论和参考依据。在实际加工中只要给出标定的耦合度和方向性系数就可以确定耦合孔尺寸。
设计了圆波导-矩形波导通过小孔耦合的定向耦合器装置，应用于高功率微波器件输出功率测量。利用弱耦合波理论分析了单孔耦合，对单孔耦合进行了理论分析和数值计算，并在HFSS中模拟了中心频率34 GHz、耦合度－40 dB的TE01TE10单孔耦合，将数值计算结果和模拟结果进行了对比，两者最大差值为0.4 dB, 相对误差近1%，从而证实理论分析和数值计算的正确性，证实了此种单孔耦合器不具备定向耦合的条件。在单孔耦合的基础上利用相位叠加原理详细分析了多孔定向耦合阵列原理，得出多孔耦合器且满足反向相位相消的条件才具备定向耦合；为设计此种定向耦合器提供了设计理论和参考依据。在实际加工中只要给出标定的耦合度和方向性系数就可以确定耦合孔尺寸。
2008, 20.
摘要:
束流位置监测器可以用来进行发射度的非拦截测量，且不受束流分布的影响。对从条带BPM电极中引出的信号经过对数比检波模块处理，得出了一种对数比处理方法来提取束流的四极分量，并推导出一种同时利用差比和处理方法和对数比处理方法的混合提取方法来提取四极分量。对这些方法进行了数值模拟计算和比较，结果表明:混合提取方法效果最佳，对数比处理方法优于差比和处理方法。利用提取出的四极分量，通过多次改变四极铁的电流计算出束流的发射度。
束流位置监测器可以用来进行发射度的非拦截测量，且不受束流分布的影响。对从条带BPM电极中引出的信号经过对数比检波模块处理，得出了一种对数比处理方法来提取束流的四极分量，并推导出一种同时利用差比和处理方法和对数比处理方法的混合提取方法来提取四极分量。对这些方法进行了数值模拟计算和比较，结果表明:混合提取方法效果最佳，对数比处理方法优于差比和处理方法。利用提取出的四极分量，通过多次改变四极铁的电流计算出束流的发射度。
2008, 20.
摘要:
通过求解PIN二极管基区双极载流子扩散方程得到了限幅器Pspice等效电路模型, 根据PIN二极管物理参数与温度的关系, 数值计算得到了PIN二极管限幅器在多个温度点的功率响应特性, 发现温度的升高会使限幅器内部损耗增加, 加剧限幅器内部热损伤。并利用恒温控制系统进行了实验验证, 实验结果与数值计算结果相符合。实验还发现高温热冲击可能使限幅器限幅能力大幅下降, 可能成为通信系统的重大安全隐患。
通过求解PIN二极管基区双极载流子扩散方程得到了限幅器Pspice等效电路模型, 根据PIN二极管物理参数与温度的关系, 数值计算得到了PIN二极管限幅器在多个温度点的功率响应特性, 发现温度的升高会使限幅器内部损耗增加, 加剧限幅器内部热损伤。并利用恒温控制系统进行了实验验证, 实验结果与数值计算结果相符合。实验还发现高温热冲击可能使限幅器限幅能力大幅下降, 可能成为通信系统的重大安全隐患。
2008, 20.
摘要:
针对应用广泛的单极天线，基于矩量法分析了天线对高空电磁脉冲和高功率微波、超宽带非核电磁脉冲的响应，计算了三类电磁脉冲通过天线耦合产生感应电流频谱响应和时域瞬态响应，窄带脉冲的响应曲线与入射脉冲有较大相似性，电流响应峰值依次为100，60和10.3 A，对现有大功率限幅器的功率容限提出了更高的要求。
针对应用广泛的单极天线，基于矩量法分析了天线对高空电磁脉冲和高功率微波、超宽带非核电磁脉冲的响应，计算了三类电磁脉冲通过天线耦合产生感应电流频谱响应和时域瞬态响应，窄带脉冲的响应曲线与入射脉冲有较大相似性，电流响应峰值依次为100，60和10.3 A，对现有大功率限幅器的功率容限提出了更高的要求。
2008, 20.
摘要:
研制出CVD金刚石薄膜探测器，在国家串列加速器和60Co稳态辐射源上分别完成了该探测器对9 MeV质子束流和1.25 MeV γ射线的辐照性能研究。结果表明:该探测器在9 MeV质子照射累积强度达到1013 cm-2时，探测器信号电荷收集效率减小量低于3.5%，辐照前后探测器暗电流没有明显变化。计算得到9 MeV质子对该探测器的损伤系数为1.3×10-16 μm-1·cm2。由于γ射线与金刚石作用产生的电子起到了填补缺陷的作用，探测器信号电荷收集效率随γ射线照射剂量的增加略有增加，在γ射线累积照射量达到10.32 C/kg时，其增幅小于0.7%。说明金刚石薄膜探测器具有较高耐辐照强度，适用于高强度辐射测量领域。
研制出CVD金刚石薄膜探测器，在国家串列加速器和60Co稳态辐射源上分别完成了该探测器对9 MeV质子束流和1.25 MeV γ射线的辐照性能研究。结果表明:该探测器在9 MeV质子照射累积强度达到1013 cm-2时，探测器信号电荷收集效率减小量低于3.5%，辐照前后探测器暗电流没有明显变化。计算得到9 MeV质子对该探测器的损伤系数为1.3×10-16 μm-1·cm2。由于γ射线与金刚石作用产生的电子起到了填补缺陷的作用，探测器信号电荷收集效率随γ射线照射剂量的增加略有增加，在γ射线累积照射量达到10.32 C/kg时，其增幅小于0.7%。说明金刚石薄膜探测器具有较高耐辐照强度，适用于高强度辐射测量领域。
2008, 20.
摘要:
采用射频反应溅射法在不同衬底上制备Zn3N2薄膜，然后对其原位氧化制备ZnO薄膜。利用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光谱(PL)等表征技术研究了不同衬底对ZnO薄膜的结晶特性和发光性能的影响。XRD研究结果显示:Zn3N2薄膜在500 ℃原位氧化3 h后完全转变为ZnO薄膜，在玻璃和熔融石英衬底上制备的多晶ZnO薄膜无择优取向，而单晶硅（100）衬底上的多晶ZnO薄膜具有较好的沿（002）方向的择优取向。PL测试结果显示:硅和熔融石英衬底上的多晶ZnO薄膜发光性能良好，激子复合产生的紫外发光峰很强，且半高宽较窄，而来自于深能级发射的绿色发光峰很弱；而玻璃衬底上的多晶ZnO薄膜发光性能较差。
采用射频反应溅射法在不同衬底上制备Zn3N2薄膜，然后对其原位氧化制备ZnO薄膜。利用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光谱(PL)等表征技术研究了不同衬底对ZnO薄膜的结晶特性和发光性能的影响。XRD研究结果显示:Zn3N2薄膜在500 ℃原位氧化3 h后完全转变为ZnO薄膜，在玻璃和熔融石英衬底上制备的多晶ZnO薄膜无择优取向，而单晶硅（100）衬底上的多晶ZnO薄膜具有较好的沿（002）方向的择优取向。PL测试结果显示:硅和熔融石英衬底上的多晶ZnO薄膜发光性能良好，激子复合产生的紫外发光峰很强，且半高宽较窄，而来自于深能级发射的绿色发光峰很弱；而玻璃衬底上的多晶ZnO薄膜发光性能较差。
2008, 20.
摘要:
通过求解第一类边界条件的拉普拉斯方程，获得了典型的三电极阴极透镜中轴上电位的解析表达式。以此为基础，分析了阴极透镜各几何参数及电位参数对其聚焦性能的影响，得知通过增大调制极电位或其孔径、增加调制极与加速极的间距或缩小调制极与阴极的间距的方法，可以保证在改善初始粒子时间、空间弥散特性的基础上，相对减小轴向电场的非均匀性以减弱其会聚电场强度,从而使带电粒子束在阴极透镜区域中不能形成交叠点，达到构成其中电子运动具有层流性质的阴极透镜层流电子枪的工程应用目的。另外也获得了采用厚度较小的调制极有助于整个电子光学系统性能优化的结论。
通过求解第一类边界条件的拉普拉斯方程，获得了典型的三电极阴极透镜中轴上电位的解析表达式。以此为基础，分析了阴极透镜各几何参数及电位参数对其聚焦性能的影响，得知通过增大调制极电位或其孔径、增加调制极与加速极的间距或缩小调制极与阴极的间距的方法，可以保证在改善初始粒子时间、空间弥散特性的基础上，相对减小轴向电场的非均匀性以减弱其会聚电场强度,从而使带电粒子束在阴极透镜区域中不能形成交叠点，达到构成其中电子运动具有层流性质的阴极透镜层流电子枪的工程应用目的。另外也获得了采用厚度较小的调制极有助于整个电子光学系统性能优化的结论。
2008, 20.
摘要:
为了将工业CT技术应用于逆向工程中，开发了一个面向逆向工程的工业CT图像预处理系统。该系统主要通过图像处理、轮廓拟合和数据格式转换三个步骤对工业CT切片图像进行处理，输出的IGES格式数据能直接输入到专业化的逆向工程软件中进行３维CAD模型重构，减少了重构３维模型的工作量；输出的２维DXF格式数据能直接输入到AutoCAD软件中进行处理，提高了系统的灵活性。同时，提出了用加权方法计算拟合圆弧的圆心和半径，有效提高了曲线的拟合精度。并通过实例验证了该系统的正确性。
为了将工业CT技术应用于逆向工程中，开发了一个面向逆向工程的工业CT图像预处理系统。该系统主要通过图像处理、轮廓拟合和数据格式转换三个步骤对工业CT切片图像进行处理，输出的IGES格式数据能直接输入到专业化的逆向工程软件中进行３维CAD模型重构，减少了重构３维模型的工作量；输出的２维DXF格式数据能直接输入到AutoCAD软件中进行处理，提高了系统的灵活性。同时，提出了用加权方法计算拟合圆弧的圆心和半径，有效提高了曲线的拟合精度。并通过实例验证了该系统的正确性。
2008, 20.
摘要:
对于10个周期的AlAs/GaAs超晶格和25个周期的GaAs/Ga0.92In0.08As超晶格，在室温下进行0.28 MeV的Zn＋注入，注入剂量为5×1013~5×1014 cm-2。通过拉曼光谱测量，定量地分析了由于离子注入所引起的晶格内应变。实验结果表明：在所选用的注入剂量下，由于离子注入引起的应变小于体材料GaAs的最大非驰豫应变值0.038，说明该注入条件下，注入区的结晶态仍然保持得比较好。在较高注入剂量下应变达到饱和，说明缺陷的产生和复合达到了平衡，从而形成了均衡的应变场分布。
对于10个周期的AlAs/GaAs超晶格和25个周期的GaAs/Ga0.92In0.08As超晶格，在室温下进行0.28 MeV的Zn＋注入，注入剂量为5×1013~5×1014 cm-2。通过拉曼光谱测量，定量地分析了由于离子注入所引起的晶格内应变。实验结果表明：在所选用的注入剂量下，由于离子注入引起的应变小于体材料GaAs的最大非驰豫应变值0.038，说明该注入条件下，注入区的结晶态仍然保持得比较好。在较高注入剂量下应变达到饱和，说明缺陷的产生和复合达到了平衡，从而形成了均衡的应变场分布。
2008, 20.
摘要:
分析了超晶格量子阱的沟道效应和沟道辐射，利用正弦平方势描述了掺杂超晶格量子阱沟道粒子的运动行为，并在经典力学框架内，把粒子的运动方程化为摆方程。用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地给出了系统的解和粒子运动周期，导出了量子阱沟道辐射的辐射强度和辐射能量。结果表明，对于能量为100 MeV左右的电子，辐射能量可达keV量级（X能区）。指出了用量子阱沟道辐射作为X激光或γ激光的可能性。
分析了超晶格量子阱的沟道效应和沟道辐射，利用正弦平方势描述了掺杂超晶格量子阱沟道粒子的运动行为，并在经典力学框架内，把粒子的运动方程化为摆方程。用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地给出了系统的解和粒子运动周期，导出了量子阱沟道辐射的辐射强度和辐射能量。结果表明，对于能量为100 MeV左右的电子，辐射能量可达keV量级（X能区）。指出了用量子阱沟道辐射作为X激光或γ激光的可能性。
2008, 20.
摘要:
等离子体离子源发射面的位置和形状决定了离子束的传输特性，而发射面的位置与形状又取决于等离子体参数、引出电压、电极结构等，并自动地调节到某个平衡状态。介绍了一种2维情况下等离子体离子源发射面的位置与形状的理论计算方法，即非磁化等离子体不能扩散进入外加电场中大于一定临界值的区域，等离子体离子源发射面的位置及形状可以通过直接求解引出系统的Laplace方程而得到。利用基于PIC的OOPIC程序对不同引出结构的发射面位置及形状和引出束流进行了数值模拟，结果与理论计算的结果十分接近。
等离子体离子源发射面的位置和形状决定了离子束的传输特性，而发射面的位置与形状又取决于等离子体参数、引出电压、电极结构等，并自动地调节到某个平衡状态。介绍了一种2维情况下等离子体离子源发射面的位置与形状的理论计算方法，即非磁化等离子体不能扩散进入外加电场中大于一定临界值的区域，等离子体离子源发射面的位置及形状可以通过直接求解引出系统的Laplace方程而得到。利用基于PIC的OOPIC程序对不同引出结构的发射面位置及形状和引出束流进行了数值模拟，结果与理论计算的结果十分接近。
2008, 20.
摘要:
为了刻蚀出图形完整、侧壁陡直、失真度小的α:CH薄膜微器件，研究了有铝和无铝掩膜、气体流量比、工作气压对刻蚀速率的影响，并对纯氧等离子体刻蚀稳定性进行了研究。研究结果表明：在相同条件下，刻蚀速率随刻蚀时间变化不大；a:CH薄膜上有铝和无铝掩膜时，刻蚀速率相同；流量一定时，刻蚀速率随氩气和氧气体积比的增大而降低，当用纯氩气时，几乎没刻蚀作用；刻蚀速率随工作气压的增大而降低。实验中，得到最佳刻蚀条件是：纯氧气，流量4 mL·s-1，工作气压9.9×10-2 Pa，微波源电流80 mA，偏压-90 V。
为了刻蚀出图形完整、侧壁陡直、失真度小的α:CH薄膜微器件，研究了有铝和无铝掩膜、气体流量比、工作气压对刻蚀速率的影响，并对纯氧等离子体刻蚀稳定性进行了研究。研究结果表明：在相同条件下，刻蚀速率随刻蚀时间变化不大；a:CH薄膜上有铝和无铝掩膜时，刻蚀速率相同；流量一定时，刻蚀速率随氩气和氧气体积比的增大而降低，当用纯氩气时，几乎没刻蚀作用；刻蚀速率随工作气压的增大而降低。实验中，得到最佳刻蚀条件是：纯氧气，流量4 mL·s-1，工作气压9.9×10-2 Pa，微波源电流80 mA，偏压-90 V。
2008, 20.
摘要:
介质型快中子探测器的中子直照响应对其设计和实际应用具有重要影响。利用Geant4编制Monte-Carlo模拟程序对此型探测器的中子直照响应进行了计算。模拟了探测器芯子常用材料在中子入射时带电重粒子的发射情况，发现电荷收集极、卡阈吸收片和后高压绝缘层材料的选择对中子直照响应特性有直接影响。在现有的以聚四氟乙烯为卡阈吸收片和后高压绝缘层材料的探测芯子中，直照响应给总的中子灵敏度带来约6%的贡献。提出了一种使用高电阻率石墨作为卡阈吸收片和后高压绝缘层材料的探测芯子的优化结构，可有效降低中子直照响应。
介质型快中子探测器的中子直照响应对其设计和实际应用具有重要影响。利用Geant4编制Monte-Carlo模拟程序对此型探测器的中子直照响应进行了计算。模拟了探测器芯子常用材料在中子入射时带电重粒子的发射情况，发现电荷收集极、卡阈吸收片和后高压绝缘层材料的选择对中子直照响应特性有直接影响。在现有的以聚四氟乙烯为卡阈吸收片和后高压绝缘层材料的探测芯子中，直照响应给总的中子灵敏度带来约6%的贡献。提出了一种使用高电阻率石墨作为卡阈吸收片和后高压绝缘层材料的探测芯子的优化结构，可有效降低中子直照响应。
2008, 20.
摘要:
对称脉冲强磁场发生器是一台能够产生周期为10 μs左右的强磁场装置,由10 μF的脉冲电容作为储能系统，平板传输线、电缆和气体开关作为传输系统，单匝线圈作为负载。为了使两个对称布置的负载能同时工作，设计了一个能同时输出8路脉冲信号的同步触发系统，其时间分散性约为20 ns。在常温常压下，当储能电容和同步触发系统分别加压到28 kV和49 kV并且气体开关工作气压为80 kPa时，线圈中心最大磁感应强度约为18 T。
对称脉冲强磁场发生器是一台能够产生周期为10 μs左右的强磁场装置,由10 μF的脉冲电容作为储能系统，平板传输线、电缆和气体开关作为传输系统，单匝线圈作为负载。为了使两个对称布置的负载能同时工作，设计了一个能同时输出8路脉冲信号的同步触发系统，其时间分散性约为20 ns。在常温常压下，当储能电容和同步触发系统分别加压到28 kV和49 kV并且气体开关工作气压为80 kPa时，线圈中心最大磁感应强度约为18 T。
2008, 20.
摘要:
设计了一种高工作电压、高重复频率的亚纳秒气体开关，该开关由Peaking间隙和Chopping间隙组成，可以将纳秒信号转化为亚纳秒脉冲。开关腔外有两组调节旋钮，分别用来调节Peaking间隙和Chopping间隙，使输入脉冲的前后沿能同时得到锐化。对设计的开关进行的实验研究结果表明：在系统重频5 Hz运行时，开关能稳定输出电压278 kV、脉宽620 ps的脉冲；在系统重频100 Hz运行时，开关能稳定输出电压270 kV、脉宽700 ps的脉冲。
设计了一种高工作电压、高重复频率的亚纳秒气体开关，该开关由Peaking间隙和Chopping间隙组成，可以将纳秒信号转化为亚纳秒脉冲。开关腔外有两组调节旋钮，分别用来调节Peaking间隙和Chopping间隙，使输入脉冲的前后沿能同时得到锐化。对设计的开关进行的实验研究结果表明：在系统重频5 Hz运行时，开关能稳定输出电压278 kV、脉宽620 ps的脉冲；在系统重频100 Hz运行时，开关能稳定输出电压270 kV、脉宽700 ps的脉冲。
2008, 20.
摘要:
介绍了脉冲变压器与分布参量形成线相结合的高功率脉冲产生与成形一体技术，简要阐述了采用该技术的高压脉冲发生器的基本设计思想。研制的脉冲变压器与形成线一体化装置利用变压器的同轴开环铁芯来充当分布电参量脉冲形成线的内外导体，将脉冲功率源中最重要的两个独立部件有机结合起来，实现了结构的紧凑性。高压脉冲发生器在重复频率100 Hz、变压器工作电压1.65 MV时能够稳定运行，输出脉冲电压760 kV,峰值功率23 GW,脉冲宽度大于40 ns。
介绍了脉冲变压器与分布参量形成线相结合的高功率脉冲产生与成形一体技术，简要阐述了采用该技术的高压脉冲发生器的基本设计思想。研制的脉冲变压器与形成线一体化装置利用变压器的同轴开环铁芯来充当分布电参量脉冲形成线的内外导体，将脉冲功率源中最重要的两个独立部件有机结合起来，实现了结构的紧凑性。高压脉冲发生器在重复频率100 Hz、变压器工作电压1.65 MV时能够稳定运行，输出脉冲电压760 kV,峰值功率23 GW,脉冲宽度大于40 ns。
