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RSS2008年 20卷 第06期
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2008, 20.
摘要:
设计加工了一个由484块单透镜组成的大口径阵列透镜，并设计了一套光束波前采样及测量实验系统。在实验过程中，合理匹配了阵列透镜波前采样器、CCD、成像屏和图像采集处理各系统参数，并讨论了该系统的动态范围和采样精度。利用平行光标定了该系统，且测量了大口径波前的像差，测量值与理论值相吻合。实验证明了阵列透镜波前采样器用于波前采样的技术可行性。
设计加工了一个由484块单透镜组成的大口径阵列透镜，并设计了一套光束波前采样及测量实验系统。在实验过程中，合理匹配了阵列透镜波前采样器、CCD、成像屏和图像采集处理各系统参数，并讨论了该系统的动态范围和采样精度。利用平行光标定了该系统，且测量了大口径波前的像差，测量值与理论值相吻合。实验证明了阵列透镜波前采样器用于波前采样的技术可行性。
2008, 20.
摘要:
把传统漂移扩散模型和热传导方程相结合，模型中波段内正常探测信号激光作为背景光，波段外激光作为干扰和毁伤用激光，考虑波段内激光的本征载流子带间跃迁吸收和波段外激光的自由载流子带内跃迁吸收的光吸收机制，以及器件温升与载流子寿命、浓度、迁移率和光吸收系数等材料参数之间的相互影响，数值计算了PC型HgCdTe光电探测器在双波段组合激光辐照下的温度响应过程，得到了不同功率密度的波段内和波段外激光组合辐照对探测器温升的影响，以及使探测器达到破坏阈值温度的波段外激光辐照时间。结果证实了波段内背景激光辐照是增大波段外激光吸收系数，从而降低波段外激光破坏阈值的有效途径；较低功率密度的波段内背景激光辐照可极大缩短波段外激光的破坏时间，波段外激光毁伤存在最高效率点。
把传统漂移扩散模型和热传导方程相结合，模型中波段内正常探测信号激光作为背景光，波段外激光作为干扰和毁伤用激光，考虑波段内激光的本征载流子带间跃迁吸收和波段外激光的自由载流子带内跃迁吸收的光吸收机制，以及器件温升与载流子寿命、浓度、迁移率和光吸收系数等材料参数之间的相互影响，数值计算了PC型HgCdTe光电探测器在双波段组合激光辐照下的温度响应过程，得到了不同功率密度的波段内和波段外激光组合辐照对探测器温升的影响，以及使探测器达到破坏阈值温度的波段外激光辐照时间。结果证实了波段内背景激光辐照是增大波段外激光吸收系数，从而降低波段外激光破坏阈值的有效途径；较低功率密度的波段内背景激光辐照可极大缩短波段外激光的破坏时间，波段外激光毁伤存在最高效率点。
2008, 20.
摘要:
在进行实际风速测量之前，对于新研制的测风激光雷达系统进行校准,可以验证并提高风速测量的准确性。根据瑞利散射多普勒激光雷达的测量原理，提出了利用瑞利散射谱和米散射谱之间的关系，采用运动硬目标实现对瑞利散射多普勒测风激光雷达进行校准的方法。设计了对瑞利散射多普勒测风激光雷达进行校准的实验系统,并给出了详细的校准步骤。
在进行实际风速测量之前，对于新研制的测风激光雷达系统进行校准,可以验证并提高风速测量的准确性。根据瑞利散射多普勒激光雷达的测量原理，提出了利用瑞利散射谱和米散射谱之间的关系，采用运动硬目标实现对瑞利散射多普勒测风激光雷达进行校准的方法。设计了对瑞利散射多普勒测风激光雷达进行校准的实验系统,并给出了详细的校准步骤。
2008, 20.
摘要:
考虑到热电子崩力的影响，在基于玻耳兹曼理论弛豫时间近似的非线性自相关模型基础上，将晶格温度与应变速率相耦合，建立了超短脉冲激光作用下半导体材料的超快热弹性模型。在单轴应变条件下，利用有限差分法模拟了500 fs脉冲激光作用下2 μm厚硅膜内的载流子温度、晶格温度、载流子数密度、热应力和热电子崩力等的变化情况。结果表明：在低能量密度激光条件下，热弹性效应对半导体材料的影响很小；载流子温度达到峰值的时间比激光强度达到峰值的时间早，随后载流子数密度达到峰值，以及激光脉冲作用5 ps以后硅膜趋于总体热平衡；在脉冲辐照早期，非热平衡阶段形成的热电子崩力在超快损伤过程中起主要作用。
考虑到热电子崩力的影响，在基于玻耳兹曼理论弛豫时间近似的非线性自相关模型基础上，将晶格温度与应变速率相耦合，建立了超短脉冲激光作用下半导体材料的超快热弹性模型。在单轴应变条件下，利用有限差分法模拟了500 fs脉冲激光作用下2 μm厚硅膜内的载流子温度、晶格温度、载流子数密度、热应力和热电子崩力等的变化情况。结果表明：在低能量密度激光条件下，热弹性效应对半导体材料的影响很小；载流子温度达到峰值的时间比激光强度达到峰值的时间早，随后载流子数密度达到峰值，以及激光脉冲作用5 ps以后硅膜趋于总体热平衡；在脉冲辐照早期，非热平衡阶段形成的热电子崩力在超快损伤过程中起主要作用。
2008, 20.
摘要:
基于光学薄膜反射椭偏法的测量原理，对光学薄膜散射椭偏特性进行了研究。给出了光学薄膜散射逆问题的解决方法，并对不同脉冲频率下采用脉冲真空电弧离子镀技术沉积的类金刚石薄膜的散射特性进行了研究。分析了光学薄膜界面的相关特性以及膜层中局部缺陷对散射光椭偏特性的影响。结果表明:随着脉冲频率的增加，所沉积的类金刚石薄膜的相关性变差，且薄膜中的局部缺陷引起的体散射越明显。
基于光学薄膜反射椭偏法的测量原理，对光学薄膜散射椭偏特性进行了研究。给出了光学薄膜散射逆问题的解决方法，并对不同脉冲频率下采用脉冲真空电弧离子镀技术沉积的类金刚石薄膜的散射特性进行了研究。分析了光学薄膜界面的相关特性以及膜层中局部缺陷对散射光椭偏特性的影响。结果表明:随着脉冲频率的增加，所沉积的类金刚石薄膜的相关性变差，且薄膜中的局部缺陷引起的体散射越明显。
2008, 20.
摘要:
在铒/镱共掺杂有源光纤上直接刻蚀光栅，制成一台紧凑型非对称π相移分布反馈光纤激光器。光栅总长度约50 mm，最佳相移位置在29 mm处，最佳耦合系数为150 m-1。采用980 nm激光二极管同向泵浦，当最大泵浦功率为200 mW时，在1 550.94 nm处实现约10 mW激光输出，线宽小于0.05 nm，阈值约35 mW，斜率效率为6.06%，总光光转换效率为5%，基本满足长距离光通信系统光源功率实用化的要求。
在铒/镱共掺杂有源光纤上直接刻蚀光栅，制成一台紧凑型非对称π相移分布反馈光纤激光器。光栅总长度约50 mm，最佳相移位置在29 mm处，最佳耦合系数为150 m-1。采用980 nm激光二极管同向泵浦，当最大泵浦功率为200 mW时，在1 550.94 nm处实现约10 mW激光输出，线宽小于0.05 nm，阈值约35 mW，斜率效率为6.06%，总光光转换效率为5%，基本满足长距离光通信系统光源功率实用化的要求。
2008, 20.
摘要:
利用电子束蒸发法制备了单层HfO2膜，控制氧气流量从0 mL/min以步长5 mL/min递增至25 mL/min(标况下)。利用ZYGO干涉仪测量基片镀膜前后的面形变化，代入Stoney公式计算出残余应力，分析了不同氧压下残余应力的变化情况。随着氧压的增大，残余应力由张应力逐渐过渡到压应力，当氧压过大时，压应力减小。因此可以通过改变氧压来控制应力。应力的变化与薄膜的微观结构密切相关，分析了所有样品的X射线衍射图（XRD），发现均为非晶结构。利用Ansys建立基片-薄膜有限元模型，将应力作用下基片的形变与实验结果进行对比，验证所建立的模型，为分析HfO2/SiO2膜堆应力的匹配设计提供参考。
利用电子束蒸发法制备了单层HfO2膜，控制氧气流量从0 mL/min以步长5 mL/min递增至25 mL/min(标况下)。利用ZYGO干涉仪测量基片镀膜前后的面形变化，代入Stoney公式计算出残余应力，分析了不同氧压下残余应力的变化情况。随着氧压的增大，残余应力由张应力逐渐过渡到压应力，当氧压过大时，压应力减小。因此可以通过改变氧压来控制应力。应力的变化与薄膜的微观结构密切相关，分析了所有样品的X射线衍射图（XRD），发现均为非晶结构。利用Ansys建立基片-薄膜有限元模型，将应力作用下基片的形变与实验结果进行对比，验证所建立的模型，为分析HfO2/SiO2膜堆应力的匹配设计提供参考。
2008, 20.
摘要:
在CH4/H2和CH4/He和CH4/He两种系统中，利用光学发射谱技术对螺旋波放电产生低压甲烷等离子体内活性粒子的光学发射特征进行了原位诊断。在实验中，两种体系下同时都测得的主要荷电粒子为CH,Ha,Hb,Hg以及H2等。研究了各实验参数对这些活性粒子CH, Ha,Hb以及Hg的发射光谱强度的影响。结果表明：在CH4/H2体系下，随着射频功率的增大，Ha,Hb,Hg以及CH基团的相对强度都随着增加，而当放电气压变化时它们都呈现先增大而后减小的趋势。在CH4/He体系下，随射频功率的增加，Ha,Hb,Hg以及CH相对强度变化的总体趋势也都是先增加而后减小，当工作气压增加时，Ha,Hb以及Hg的相对强度变化也是呈现先增大而后减小，但CH基团的相对强度却是逐渐减小的；这些结果为等离子体沉积各种薄膜过程的理解及制备工艺参数的调整提供了参考。
在CH4/H2和CH4/He和CH4/He两种系统中，利用光学发射谱技术对螺旋波放电产生低压甲烷等离子体内活性粒子的光学发射特征进行了原位诊断。在实验中，两种体系下同时都测得的主要荷电粒子为CH,Ha,Hb,Hg以及H2等。研究了各实验参数对这些活性粒子CH, Ha,Hb以及Hg的发射光谱强度的影响。结果表明：在CH4/H2体系下，随着射频功率的增大，Ha,Hb,Hg以及CH基团的相对强度都随着增加，而当放电气压变化时它们都呈现先增大而后减小的趋势。在CH4/He体系下，随射频功率的增加，Ha,Hb,Hg以及CH相对强度变化的总体趋势也都是先增加而后减小，当工作气压增加时，Ha,Hb以及Hg的相对强度变化也是呈现先增大而后减小，但CH基团的相对强度却是逐渐减小的；这些结果为等离子体沉积各种薄膜过程的理解及制备工艺参数的调整提供了参考。
2008, 20.
摘要:
基于有效菲涅耳数的概念，给出一种简单的表达式来评估部分相干电磁光束经圆形光阑透镜后所产生的相对焦移,对部分相干电磁光束经透镜聚焦的情况进行了研究。结果表明:当交叉谱密度函数的非对角元素为零时，有效菲涅耳数不仅依赖于真实的菲涅耳数大小，而且依赖于光束的偏振分布和入射部分相干电磁光束两个偏振分量的空间相干长度;相对焦移量仅由等效菲涅耳数决定。将此方法与数值积分法进行的比较表明，等效菲涅耳数可以简单、准确地评估焦移。
基于有效菲涅耳数的概念，给出一种简单的表达式来评估部分相干电磁光束经圆形光阑透镜后所产生的相对焦移,对部分相干电磁光束经透镜聚焦的情况进行了研究。结果表明:当交叉谱密度函数的非对角元素为零时，有效菲涅耳数不仅依赖于真实的菲涅耳数大小，而且依赖于光束的偏振分布和入射部分相干电磁光束两个偏振分量的空间相干长度;相对焦移量仅由等效菲涅耳数决定。将此方法与数值积分法进行的比较表明，等效菲涅耳数可以简单、准确地评估焦移。
2008, 20.
摘要:
报道了可见光CCD的过饱和状态——在强光辐照下，CCD输出图像中的白色饱和区域内出现黑色盲区。介绍了相机成像系统的信号处理过程和CCD的4种基本输出波形，给出了这4种波形的信号在经过相关双采样电路处理之后的结果和对应的CCD的4种基本输出图像效果，即无光照的黑区、弱光照的灰区、光照饱和的白区和强光致过饱和的黑色盲区（即过饱和状态）。过饱和状态CCD的输出信号波形中，复位电平发生改变而与处于饱和的数据电平持平，使该信号在经过相关双采样电路处理后变为零输出，造成CCD输出图像中的白色饱和光斑中间出现黑色盲区。
报道了可见光CCD的过饱和状态——在强光辐照下，CCD输出图像中的白色饱和区域内出现黑色盲区。介绍了相机成像系统的信号处理过程和CCD的4种基本输出波形，给出了这4种波形的信号在经过相关双采样电路处理之后的结果和对应的CCD的4种基本输出图像效果，即无光照的黑区、弱光照的灰区、光照饱和的白区和强光致过饱和的黑色盲区（即过饱和状态）。过饱和状态CCD的输出信号波形中，复位电平发生改变而与处于饱和的数据电平持平，使该信号在经过相关双采样电路处理后变为零输出，造成CCD输出图像中的白色饱和光斑中间出现黑色盲区。
2008, 20.
摘要:
使用光束相干偏振矩阵方法，推导出非均匀偏振光束通过环状光阑后偏振度和光强分布的表达式，研究了非均匀偏振光束通过环状光阑后偏振度和光强的变化。结果表明，在横平面上通常偏振度为非均匀分布，但在中心区域近似为均匀分布，均匀分布范围与非均匀偏振光束参数、光阑遮拦比和传输距离有关。初始为均匀分布的光强通过光阑后变为具有中心主极大和小衍射旁瓣的非均匀分布。
使用光束相干偏振矩阵方法，推导出非均匀偏振光束通过环状光阑后偏振度和光强分布的表达式，研究了非均匀偏振光束通过环状光阑后偏振度和光强的变化。结果表明，在横平面上通常偏振度为非均匀分布，但在中心区域近似为均匀分布，均匀分布范围与非均匀偏振光束参数、光阑遮拦比和传输距离有关。初始为均匀分布的光强通过光阑后变为具有中心主极大和小衍射旁瓣的非均匀分布。
2008, 20.
摘要:
为研究辐射场非平衡性对ICF内爆靶丸辐射烧蚀效果的影响，在普朗克谱的高频区（Au的M带）叠加高斯谱人为地构造辐射源的能谱，利用1维多群辐射输运流体力学程序RDMG模拟CH薄膜的烧蚀过程，考察烧蚀压、预热、压缩比、冲击波速度等物理量受辐射场非平衡性的影响。模拟结果表明，Au的M带辐射有明显的增强预热、减小冲击波压缩比的作用，从而间接地影响了烧蚀冲击波的速度。
为研究辐射场非平衡性对ICF内爆靶丸辐射烧蚀效果的影响，在普朗克谱的高频区（Au的M带）叠加高斯谱人为地构造辐射源的能谱，利用1维多群辐射输运流体力学程序RDMG模拟CH薄膜的烧蚀过程，考察烧蚀压、预热、压缩比、冲击波速度等物理量受辐射场非平衡性的影响。模拟结果表明，Au的M带辐射有明显的增强预热、减小冲击波压缩比的作用，从而间接地影响了烧蚀冲击波的速度。
2008, 20.
摘要:
用P123作模板剂,通过正硅酸乙酯的水解缩聚和溶剂蒸发自组装过程在K9玻璃上制备介孔SiO2膜。应用FT-IR,XRD,N2 吸附-脱附,AFM和UV-Vis表征手段研究了薄膜的介孔结构和光学性能，并使用“R-on-1”模式，以Nd:YAG脉冲激光（9.2 ns, 1 064 nm）测试了薄膜的激光损伤阈值。结果表明:所镀制单层介孔SiO2膜具有规整的2D p6 mm长周期结构，为SBA-15型，膜层表面比较平整（均方根粗糙度为2.923 nm），在1 064 nm处的透过率为99.5%, 换算为激光脉宽为1 ns时，膜层的激光损伤阈值为21.6 J/cm2，显示出了较好的减反性能和抗激光损伤性能。
用P123作模板剂,通过正硅酸乙酯的水解缩聚和溶剂蒸发自组装过程在K9玻璃上制备介孔SiO2膜。应用FT-IR,XRD,N2 吸附-脱附,AFM和UV-Vis表征手段研究了薄膜的介孔结构和光学性能，并使用“R-on-1”模式，以Nd:YAG脉冲激光（9.2 ns, 1 064 nm）测试了薄膜的激光损伤阈值。结果表明:所镀制单层介孔SiO2膜具有规整的2D p6 mm长周期结构，为SBA-15型，膜层表面比较平整（均方根粗糙度为2.923 nm），在1 064 nm处的透过率为99.5%, 换算为激光脉宽为1 ns时，膜层的激光损伤阈值为21.6 J/cm2，显示出了较好的减反性能和抗激光损伤性能。
2008, 20.
摘要:
采用溶胶-凝胶技术分别在K9基片上镀制了光学厚度相近的单层SiO2酸性膜和碱性膜。测试了两类薄膜的激光损伤阈值；分别采用透射式光热透镜技术、椭偏仪、原子力显微镜、扫描电镜和光学显微镜研究了两类薄膜的热吸收、孔隙率、微观表面形貌、激光辐照前薄膜的杂质和缺陷状况以及激光辐照后薄膜的损伤形貌。实验结果表明：相对于碱性膜，酸性膜有更大的热吸收和更小的孔隙率，因此其激光损伤阈值较小；两类薄膜不同的损伤形貌与薄膜的热吸收系数与微观结构有关。
采用溶胶-凝胶技术分别在K9基片上镀制了光学厚度相近的单层SiO2酸性膜和碱性膜。测试了两类薄膜的激光损伤阈值；分别采用透射式光热透镜技术、椭偏仪、原子力显微镜、扫描电镜和光学显微镜研究了两类薄膜的热吸收、孔隙率、微观表面形貌、激光辐照前薄膜的杂质和缺陷状况以及激光辐照后薄膜的损伤形貌。实验结果表明：相对于碱性膜，酸性膜有更大的热吸收和更小的孔隙率，因此其激光损伤阈值较小；两类薄膜不同的损伤形貌与薄膜的热吸收系数与微观结构有关。
2008, 20.
摘要:
以正硅酸乙酯为前驱体，氨水作催化剂，采用溶胶-凝胶法提拉镀制SiO2双面膜，对薄膜进行氨处理和热处理。采用椭偏仪、分光光度计、红外光谱、扫描探针显微镜、静滴接触角测量仪表征薄膜的特性。研究表明：经氨热两步后处理，膜厚持续减小，折射率经氨处理先增大了0.236,再经热处理又减小了0.202，膜层透光性变好，透过率峰值持续向短波方向移动；经两步后处理的膜面平整度明显变好，与水的接触角先增大到58.92°后减小到38.07°。
以正硅酸乙酯为前驱体，氨水作催化剂，采用溶胶-凝胶法提拉镀制SiO2双面膜，对薄膜进行氨处理和热处理。采用椭偏仪、分光光度计、红外光谱、扫描探针显微镜、静滴接触角测量仪表征薄膜的特性。研究表明：经氨热两步后处理，膜厚持续减小，折射率经氨处理先增大了0.236,再经热处理又减小了0.202，膜层透光性变好，透过率峰值持续向短波方向移动；经两步后处理的膜面平整度明显变好，与水的接触角先增大到58.92°后减小到38.07°。
2008, 20.
摘要:
利用2维PIC程序模拟了聚焦激光脉冲垂直入射非均匀等离子体，在界面激发超强太赫兹辐射的物理过程，研究了激光强度、脉宽和焦斑半径对太赫兹辐射功率和频率的影响，并和模式转换理论作了对比。结果表明:激光强度是影响太赫兹辐射功率的主要因素；当脉宽在等离子体波长附近时,激起的静电波振幅最大，此时对应的太赫兹辐射最强；同时存在一个最优的焦斑半径,使得辐射功率最大。
利用2维PIC程序模拟了聚焦激光脉冲垂直入射非均匀等离子体，在界面激发超强太赫兹辐射的物理过程，研究了激光强度、脉宽和焦斑半径对太赫兹辐射功率和频率的影响，并和模式转换理论作了对比。结果表明:激光强度是影响太赫兹辐射功率的主要因素；当脉宽在等离子体波长附近时,激起的静电波振幅最大，此时对应的太赫兹辐射最强；同时存在一个最优的焦斑半径,使得辐射功率最大。
2008, 20.
摘要:
利用SILEX-I装置打靶产生的亚皮秒X射线源研究了X射线分幅相机不同直流偏置下的选通特性。建立了曝光时间的X射线点源测量方法，基于系统原理定义了相机的动态增益。实验发现：与不加直流偏置相比，加载-100 V时曝光时间展宽10 ps，动态增益增大到4.5倍。动态增益增幅较理论模拟值偏大，加载负偏压可能改变了初始光电子的动力学特性。
利用SILEX-I装置打靶产生的亚皮秒X射线源研究了X射线分幅相机不同直流偏置下的选通特性。建立了曝光时间的X射线点源测量方法，基于系统原理定义了相机的动态增益。实验发现：与不加直流偏置相比，加载-100 V时曝光时间展宽10 ps，动态增益增大到4.5倍。动态增益增幅较理论模拟值偏大，加载负偏压可能改变了初始光电子的动力学特性。
2008, 20.
摘要:
研究了两个皮秒短脉冲驱动的瞬态电子碰撞激发类镍银13.9 nm X光激光，考察了脉宽分别为1,2,3 ps驱动的情况，分别给出了输出X光激光的角分布特性。模拟表明，(330 ps, 1 ps, 1 ps)驱动条件下，第二短脉冲延迟约500 ps，可以充分利用临界面附近的高增益。通过与相同长脉冲条件下单短脉冲驱动的结果相比较，分析了第一个短脉冲的作用及双脉冲驱动的优点。
研究了两个皮秒短脉冲驱动的瞬态电子碰撞激发类镍银13.9 nm X光激光，考察了脉宽分别为1,2,3 ps驱动的情况，分别给出了输出X光激光的角分布特性。模拟表明，(330 ps, 1 ps, 1 ps)驱动条件下，第二短脉冲延迟约500 ps，可以充分利用临界面附近的高增益。通过与相同长脉冲条件下单短脉冲驱动的结果相比较，分析了第一个短脉冲的作用及双脉冲驱动的优点。
2008, 20.
摘要:
为了验证氢气放电源打靶产生的新谱线不是靶杂质的特征谱线，完成了5项检验实验。其中屏蔽实验和强电子辐照靶的实验证实了新谱线不是来自放电室中的杂质形成的;靶的打磨实验表明靶表面的污染杂质也不能产生新谱线，形成共振峰的实验和新谱线强度随放电电压变化规律的实验结果都证明靶的总杂质不影响新谱线的测量。
为了验证氢气放电源打靶产生的新谱线不是靶杂质的特征谱线，完成了5项检验实验。其中屏蔽实验和强电子辐照靶的实验证实了新谱线不是来自放电室中的杂质形成的;靶的打磨实验表明靶表面的污染杂质也不能产生新谱线，形成共振峰的实验和新谱线强度随放电电压变化规律的实验结果都证明靶的总杂质不影响新谱线的测量。
2008, 20.
摘要:
通过对影响测量辐射温度时间分辨因素的研究，得出影响测量时间分辨的主要因素是系统的偏压、电缆的长度与带宽、衰减头的带宽和示波器的带宽与采样率。通过提高系统的偏压（3 kV）、缩短电缆的长度（2 m）、使用高带宽的衰减头（18 GHz）和高带宽（6 GHz）和2×1010／s采样率的示波器，在Silex-Ⅰ激光装置上进行系统的时间分辨测量，系统的上升时间为130 ps，时间分辨为215 ps。利用该系统，在上海神光Ⅱ装置开展的实验中，时间分辨好于215 ps，观测到了激光脉冲调整后辐射温度随时间的变化。
通过对影响测量辐射温度时间分辨因素的研究，得出影响测量时间分辨的主要因素是系统的偏压、电缆的长度与带宽、衰减头的带宽和示波器的带宽与采样率。通过提高系统的偏压（3 kV）、缩短电缆的长度（2 m）、使用高带宽的衰减头（18 GHz）和高带宽（6 GHz）和2×1010／s采样率的示波器，在Silex-Ⅰ激光装置上进行系统的时间分辨测量，系统的上升时间为130 ps，时间分辨为215 ps。利用该系统，在上海神光Ⅱ装置开展的实验中，时间分辨好于215 ps，观测到了激光脉冲调整后辐射温度随时间的变化。
2008, 20.
摘要:
为了研究Z箍缩等离子体辐射的X射线光谱，研制了可用于“阳”加速器上探测宽频谱范围的X射线椭圆弯曲晶体谱仪。该谱仪晶体分析器采用云母材料，椭圆焦距为1 350 mm，离心率为0.948 5，覆盖布拉格范围为30°~60°，可探测X射线波长范围为0.10~1.73 nm(0.86~1.00 nm除外)，用X射线胶片接收光谱信号。探测实验在中国工程物理研究院“阳”加速器上进行，实验结果表明:谱仪获取了氩的类氢共振线Lya及其伴线、类氦共振线(1s2p1P1-1s21S0)w线及磁四级M22跃迁(1s2p3P2-1s21S0)x线、互组合跃迁(1s2p3P1-1s21S0)y线、禁戒谱线(1s2p3S1-1s21S0)z线和K-a线，谱线分辨率达到564。实验证明弯晶谱仪适合于Z箍缩等离子体X射线光谱学诊断。
为了研究Z箍缩等离子体辐射的X射线光谱，研制了可用于“阳”加速器上探测宽频谱范围的X射线椭圆弯曲晶体谱仪。该谱仪晶体分析器采用云母材料，椭圆焦距为1 350 mm，离心率为0.948 5，覆盖布拉格范围为30°~60°，可探测X射线波长范围为0.10~1.73 nm(0.86~1.00 nm除外)，用X射线胶片接收光谱信号。探测实验在中国工程物理研究院“阳”加速器上进行，实验结果表明:谱仪获取了氩的类氢共振线Lya及其伴线、类氦共振线(1s2p1P1-1s21S0)w线及磁四级M22跃迁(1s2p3P2-1s21S0)x线、互组合跃迁(1s2p3P1-1s21S0)y线、禁戒谱线(1s2p3S1-1s21S0)z线和K-a线，谱线分辨率达到564。实验证明弯晶谱仪适合于Z箍缩等离子体X射线光谱学诊断。
2008, 20.
摘要:
在北京同步辐射3B3中能X射线束线2.0~5.5 keV能段对微通道板(MCP)透过率进行了测量标定。实验表明，MCP在2.0 keV的低能段处和5.5 keV的高能段处的透过率较高，而中段较低。对MCP透射和X光在MCP毛细导管列阵中的全反射两种机制进行了物理建模，分别计算验证。结果发现:X光在毛细导管内掠入射会产生全反射，且能段越低反射率越高;MCP透过率特性正是MCP特殊的结构和材料造成的，为透射和反射两种机制共同贡献的结果，低能端主要来自X光在毛细导管中的全反射贡献，高能端主要来自透射贡献。
在北京同步辐射3B3中能X射线束线2.0~5.5 keV能段对微通道板(MCP)透过率进行了测量标定。实验表明，MCP在2.0 keV的低能段处和5.5 keV的高能段处的透过率较高，而中段较低。对MCP透射和X光在MCP毛细导管列阵中的全反射两种机制进行了物理建模，分别计算验证。结果发现:X光在毛细导管内掠入射会产生全反射，且能段越低反射率越高;MCP透过率特性正是MCP特殊的结构和材料造成的，为透射和反射两种机制共同贡献的结果，低能端主要来自X光在毛细导管中的全反射贡献，高能端主要来自透射贡献。
2008, 20.
摘要:
导出了波纹内导体同轴慢波结构热腔色散方程，研究了周期波纹深度、电子注平均半径、电子注电流及加速电压对波纹内导体慢波结构的高频场时间增长率的影响。结果表明：慢波结构周期减小、波纹深度加深、电子注平均半径减小、电子注电流增大、加速电压增大均会使高频场时间增长率增大。建立了粒子模型并应用PIC粒子模拟软件进行仿真，对各影响参数进行优化，结果表明：当加速电压为0.5 MV、电子束电流85 kA、波纹周期长度4.4 cm、波纹幅度为0.23 cm、内轴平均半径为2.9 mm和外壁内径为4.4 cm时，可获得10 GHz，1.1 GW效率约25%的单频微波输出。
导出了波纹内导体同轴慢波结构热腔色散方程，研究了周期波纹深度、电子注平均半径、电子注电流及加速电压对波纹内导体慢波结构的高频场时间增长率的影响。结果表明：慢波结构周期减小、波纹深度加深、电子注平均半径减小、电子注电流增大、加速电压增大均会使高频场时间增长率增大。建立了粒子模型并应用PIC粒子模拟软件进行仿真，对各影响参数进行优化，结果表明：当加速电压为0.5 MV、电子束电流85 kA、波纹周期长度4.4 cm、波纹幅度为0.23 cm、内轴平均半径为2.9 mm和外壁内径为4.4 cm时，可获得10 GHz，1.1 GW效率约25%的单频微波输出。
2008, 20.
摘要:
罗戈夫斯基线圈具有结构简单、高频特性好等特点而被广泛应用于脉冲电流测量。提出了用两个自积分式罗戈夫斯基线圈诊断径向束流的方法，在此基础上设计了两个用于径向束流诊断的自积分式罗戈夫斯基线圈，对其进行了标定。当标准电流的上升沿为30 ns时，罗氏线圈响应时间约为10 ns；整个系统的测量误差约为4.7%。从标定结果来看，该系统的频率响应特性和测量精度能够满足ns级束流诊断的要求，该方法可以用于径向结构高功率微波器件的束流强度测量。
罗戈夫斯基线圈具有结构简单、高频特性好等特点而被广泛应用于脉冲电流测量。提出了用两个自积分式罗戈夫斯基线圈诊断径向束流的方法，在此基础上设计了两个用于径向束流诊断的自积分式罗戈夫斯基线圈，对其进行了标定。当标准电流的上升沿为30 ns时，罗氏线圈响应时间约为10 ns；整个系统的测量误差约为4.7%。从标定结果来看，该系统的频率响应特性和测量精度能够满足ns级束流诊断的要求，该方法可以用于径向结构高功率微波器件的束流强度测量。
2008, 20.
摘要:
消融放电毛细管等离子体发生器产生的等离子体射流具有密度高和温度相对低的特性，在许多领域都具有潜在的应用前景。利用1维流体模型对两间隙毛细管等离子体射流发生器的主放电特性进行了模拟计算分析。模型考虑了焦耳热效应和管壁烧蚀对放电特性的影响。在管壁消融这种反馈稳定机制作用下，毛细管放电处于准稳态，其产生的等离子体温度在放电期间保持恒定。在放电能量为1 kJ的条件下，聚乙烯毛细管等离子体温度可达3 eV，电子密度可达1025 m-3量级，射流速度接近10 km/s。改变放电输入的焦耳热功率密度，等离子体温度和速度变化较小，但气压、质量密度以及等离子体电子密度等特性参数均可以获得较大幅度的改变。
消融放电毛细管等离子体发生器产生的等离子体射流具有密度高和温度相对低的特性，在许多领域都具有潜在的应用前景。利用1维流体模型对两间隙毛细管等离子体射流发生器的主放电特性进行了模拟计算分析。模型考虑了焦耳热效应和管壁烧蚀对放电特性的影响。在管壁消融这种反馈稳定机制作用下，毛细管放电处于准稳态，其产生的等离子体温度在放电期间保持恒定。在放电能量为1 kJ的条件下，聚乙烯毛细管等离子体温度可达3 eV，电子密度可达1025 m-3量级，射流速度接近10 km/s。改变放电输入的焦耳热功率密度，等离子体温度和速度变化较小，但气压、质量密度以及等离子体电子密度等特性参数均可以获得较大幅度的改变。
2008, 20.
摘要:
研究了300 kV脉冲电压作用下自耦式紫外预电离开关的工作原理。为了在脉冲电压下实现开关的自耦合预电离，设计了适当的分压电路及预电离结构。模拟计算表明，分压电路参数合适时，可以实现预电离间隙与开关主间隙的击穿配合。实验结果表明：在脉冲电压作用下，调节电路参数可以有效调节紫外预电离产生时刻；在适当的时刻产生紫外预电离可以有效减小开关击穿抖动;该开关在240 ns上升时间脉冲电压作用下击穿抖动可小于3 ns，在36 ns上升时间脉冲电压作用下击穿抖动可小于2 ns。
研究了300 kV脉冲电压作用下自耦式紫外预电离开关的工作原理。为了在脉冲电压下实现开关的自耦合预电离，设计了适当的分压电路及预电离结构。模拟计算表明，分压电路参数合适时，可以实现预电离间隙与开关主间隙的击穿配合。实验结果表明：在脉冲电压作用下，调节电路参数可以有效调节紫外预电离产生时刻；在适当的时刻产生紫外预电离可以有效减小开关击穿抖动;该开关在240 ns上升时间脉冲电压作用下击穿抖动可小于3 ns，在36 ns上升时间脉冲电压作用下击穿抖动可小于2 ns。
2008, 20.
摘要:
采用空间综合辐照模拟设备研究了真空紫外辐照对MQ增强加成型硅橡胶的表面形貌、质量损失、热性能及光学性能的影响。试验结果表明：真空紫外辐照后，硅橡胶表面出现损伤裂纹，随辐照剂量的增加，裂纹的数量增多；真空紫外辐照后，硅橡胶的质量有所损失，其质损率随辐照剂量的增加而增加；真空紫外辐照后硅橡胶的耐热性随辐照剂量的增加先增加而后下降；真空紫外辐照对硅橡胶材料的体膨胀/收缩变形影响不大，但对材料的光学性能有较大影响，随着辐照剂量的增加，材料的光学透过率下降。
采用空间综合辐照模拟设备研究了真空紫外辐照对MQ增强加成型硅橡胶的表面形貌、质量损失、热性能及光学性能的影响。试验结果表明：真空紫外辐照后，硅橡胶表面出现损伤裂纹，随辐照剂量的增加，裂纹的数量增多；真空紫外辐照后，硅橡胶的质量有所损失，其质损率随辐照剂量的增加而增加；真空紫外辐照后硅橡胶的耐热性随辐照剂量的增加先增加而后下降；真空紫外辐照对硅橡胶材料的体膨胀/收缩变形影响不大，但对材料的光学性能有较大影响，随着辐照剂量的增加，材料的光学透过率下降。
2008, 20.
摘要:
利用分离靶电弧离子镀工艺在高速钢基体上制备TiNbN多元硬质薄膜，利用TEMP-6型强流脉冲离子束（HIPIB）设备，采用含C/H离子、加速电压300 kV、脉冲宽度70 ns、束流密度60 A/cm2的强流脉冲离子束对所制备的薄膜进行辐照处理，研究辐照前后膜层的摩擦磨损性能的变化。实验结果表明：HIPIB辐照以后，薄膜的表面熔化，摩擦系数降低，晶粒细化，膜层的硬度由HK3444提高到HK3820,膜基结合力由59 N提高到65 N。在测试载荷300 N和600 N条件下，薄膜的摩擦磨损性能均有较大改善。
利用分离靶电弧离子镀工艺在高速钢基体上制备TiNbN多元硬质薄膜，利用TEMP-6型强流脉冲离子束（HIPIB）设备，采用含C/H离子、加速电压300 kV、脉冲宽度70 ns、束流密度60 A/cm2的强流脉冲离子束对所制备的薄膜进行辐照处理，研究辐照前后膜层的摩擦磨损性能的变化。实验结果表明：HIPIB辐照以后，薄膜的表面熔化，摩擦系数降低，晶粒细化，膜层的硬度由HK3444提高到HK3820,膜基结合力由59 N提高到65 N。在测试载荷300 N和600 N条件下，薄膜的摩擦磨损性能均有较大改善。
2008, 20.
摘要:
研究了周期性聚焦磁场通道中，束晕-混沌的外部磁场滑模变结构控制方法。通过选择适当的滑模函数，根据李雅普洛夫稳定性条件，推导出外部磁场的滑模变结构控制器。模拟结果表明，在控制条件下，混沌变化的束包络半径能被控制到匹配半径。将该方法应用在多粒子模型中，实施每隔一个磁场周期就调节一次磁场幅度的控制策略，可实现对初始分布为K-V分布离子束的束晕-混沌的有效控制，束平均发射度降低了80%左右，束晕强度因子变为0，束流质量得到了很好的改善，消除了束晕及其再生现象。由于外部磁场是可测和可调的物理量，控制器简单且利于实现，研究结果可为强流离子加速器中周期性聚焦磁场的设计与试验提供参考。
研究了周期性聚焦磁场通道中，束晕-混沌的外部磁场滑模变结构控制方法。通过选择适当的滑模函数，根据李雅普洛夫稳定性条件，推导出外部磁场的滑模变结构控制器。模拟结果表明，在控制条件下，混沌变化的束包络半径能被控制到匹配半径。将该方法应用在多粒子模型中，实施每隔一个磁场周期就调节一次磁场幅度的控制策略，可实现对初始分布为K-V分布离子束的束晕-混沌的有效控制，束平均发射度降低了80%左右，束晕强度因子变为0，束流质量得到了很好的改善，消除了束晕及其再生现象。由于外部磁场是可测和可调的物理量，控制器简单且利于实现，研究结果可为强流离子加速器中周期性聚焦磁场的设计与试验提供参考。
2008, 20.
摘要:
建立了内靶对兰州冷却储存环主环束流影响的单粒子跟踪模拟程序，对pellet小丸靶和碳靶对束流带来的负面影响进行了模拟研究，主要讨论CSRm内靶实验中的束流存活率和束流寿命状态。结果显示利用厚度为1×1016 atoms×cm-2小丸内靶时，2.6 GeV质子束流寿命在100 s量级，而对于目前技术水平下的碳膜靶 (厚度为 5×1017 atoms×cm-2)，质子束流寿命为s量级；束流寿命和束流能量基本成正比关系，束流寿命和内靶厚度近似成反比关系。
建立了内靶对兰州冷却储存环主环束流影响的单粒子跟踪模拟程序，对pellet小丸靶和碳靶对束流带来的负面影响进行了模拟研究，主要讨论CSRm内靶实验中的束流存活率和束流寿命状态。结果显示利用厚度为1×1016 atoms×cm-2小丸内靶时，2.6 GeV质子束流寿命在100 s量级，而对于目前技术水平下的碳膜靶 (厚度为 5×1017 atoms×cm-2)，质子束流寿命为s量级；束流寿命和束流能量基本成正比关系，束流寿命和内靶厚度近似成反比关系。
2008, 20.
摘要:
基于束晕-混沌的非线性控制策略，对周期性聚焦磁场中初始分布满足K-V分布的粒子束进行模拟研究，提出了控制其束晕-混沌的实Morlet小波函数控制器，并给出具体的实施方案。数值模拟研究表明，在适当的参数条件下，运用这种方法不仅可以消除束晕及其再生现象，达到对束晕-混沌的有效控制，而且可以控制束流到均匀分布。
基于束晕-混沌的非线性控制策略，对周期性聚焦磁场中初始分布满足K-V分布的粒子束进行模拟研究，提出了控制其束晕-混沌的实Morlet小波函数控制器，并给出具体的实施方案。数值模拟研究表明，在适当的参数条件下，运用这种方法不仅可以消除束晕及其再生现象，达到对束晕-混沌的有效控制，而且可以控制束流到均匀分布。
2008, 20.
摘要:
研究了微米Al2O3·3H2O/环氧复合材料的脉冲真空闪络影响因素。分别给出了固化剂、分散方法、偶联剂对复合材料闪络特性的影响和纯环氧表面抛光前后的脉冲真空闪络特性。实验结果表明:酸酐固化的试样比胺类固化试样闪络电压要高；高速分散方法与超声波分散方法相比，采用前者制备的复合材料有更好的分散特性；使用偶联剂处理填料比不使用时得到的环氧复合材料闪络电压高；抛光后的纯环氧试样有较高的闪络电压。
研究了微米Al2O3·3H2O/环氧复合材料的脉冲真空闪络影响因素。分别给出了固化剂、分散方法、偶联剂对复合材料闪络特性的影响和纯环氧表面抛光前后的脉冲真空闪络特性。实验结果表明:酸酐固化的试样比胺类固化试样闪络电压要高；高速分散方法与超声波分散方法相比，采用前者制备的复合材料有更好的分散特性；使用偶联剂处理填料比不使用时得到的环氧复合材料闪络电压高；抛光后的纯环氧试样有较高的闪络电压。
2008, 20.
摘要:
为满足辐射实验的定位精确度要求，提出了一种对微束离子入射点进行捕捉和定位的方案。该方案根据离子束流轰击闪烁体能激发出光信号的特性，结合单离子微束装置的显微图像采集系统，通过对离子激发出的光斑进行图像采集分析实现了对离子入射点的定位。验证实验通过一种CR39膜记录离子辐射径迹， 采用的毛细玻璃管瞄准器内径为5 μm,长度为980 μm。实验得出了运用该方案进行入射点定位时装置的整体定位精度。
为满足辐射实验的定位精确度要求，提出了一种对微束离子入射点进行捕捉和定位的方案。该方案根据离子束流轰击闪烁体能激发出光信号的特性，结合单离子微束装置的显微图像采集系统，通过对离子激发出的光斑进行图像采集分析实现了对离子入射点的定位。验证实验通过一种CR39膜记录离子辐射径迹， 采用的毛细玻璃管瞄准器内径为5 μm,长度为980 μm。实验得出了运用该方案进行入射点定位时装置的整体定位精度。
2008, 20.
摘要:
利用蒙特卡罗方法对两种X光源尺寸测量方法狭缝法和刃边法进行了模拟，比较了在不同实验布局条件下的模拟结果，指出X射线的强穿透性对成像具有较大的影响，使狭缝像的底部展宽，影响对光源特性的判断，同时使刃边法的测量精度在一定程度上受对中精度的制约。为减小其影响，在保证不降低图像接收范围、图像对比度以及测量精度的基础上，设计了新的狭缝法实验测量布局，同时建议用ROLLBAR法代替刃边法进行测量。
利用蒙特卡罗方法对两种X光源尺寸测量方法狭缝法和刃边法进行了模拟，比较了在不同实验布局条件下的模拟结果，指出X射线的强穿透性对成像具有较大的影响，使狭缝像的底部展宽，影响对光源特性的判断，同时使刃边法的测量精度在一定程度上受对中精度的制约。为减小其影响，在保证不降低图像接收范围、图像对比度以及测量精度的基础上，设计了新的狭缝法实验测量布局，同时建议用ROLLBAR法代替刃边法进行测量。
2008, 20.
摘要:
针对铁氧体磁芯，建立了以多层有损传输线为基础的同轴感应加速腔物理模型，并在短脉冲励磁条件下，通过低压及高压实验，结合PSpice电路模拟，对模型的准确性进行了验证，并由此间接推算出了铁氧体磁芯在不同情况下的平均脉冲磁导率和介电常数。实验和模拟结果显示，该模型能够准确地反映铁氧体磁芯感应腔在脉冲励磁下的动态物理过程，为感应加速腔实验结果分析、结构优化设计及磁芯性能选取提供了准确有效的方法。
针对铁氧体磁芯，建立了以多层有损传输线为基础的同轴感应加速腔物理模型，并在短脉冲励磁条件下，通过低压及高压实验，结合PSpice电路模拟，对模型的准确性进行了验证，并由此间接推算出了铁氧体磁芯在不同情况下的平均脉冲磁导率和介电常数。实验和模拟结果显示，该模型能够准确地反映铁氧体磁芯感应腔在脉冲励磁下的动态物理过程，为感应加速腔实验结果分析、结构优化设计及磁芯性能选取提供了准确有效的方法。
2008, 20.
摘要:
750 keV，201.25 MHz的射频四极注入器为四杆型，电极长度124 cm，共16个支撑板。根据加速器射频结构设计的结果进行了水冷管道的结构设计，理论分析了管路的流体力学特性和传热学特性。在忽略结构形变的情况下，利用射频计算软件的稳态热分析功能计算了加速腔的温度分布，降低了模拟计算的难度。计算结果表明：加速腔的最大温升控制在1 K以内，水冷系统能够使加速器在适宜的温度下长时间稳定运行，设计结果很好地满足了物理需求。
750 keV，201.25 MHz的射频四极注入器为四杆型，电极长度124 cm，共16个支撑板。根据加速器射频结构设计的结果进行了水冷管道的结构设计，理论分析了管路的流体力学特性和传热学特性。在忽略结构形变的情况下，利用射频计算软件的稳态热分析功能计算了加速腔的温度分布，降低了模拟计算的难度。计算结果表明：加速腔的最大温升控制在1 K以内，水冷系统能够使加速器在适宜的温度下长时间稳定运行，设计结果很好地满足了物理需求。
2008, 20.
摘要:
利用快速高重复频率的脉冲凸轨技术可以实现合肥光源的光脉冲间隔的可调。为了获得这一快速高重复频率的强流短脉冲，采取基于MOSFET的固态调制器技术。设计出了一套10路MOSFET开关并联、6级感应叠加的实验样机结构，包括快速时钟信号产生、功率驱动电路设计、感应叠加式阵列结构。样机获得了底宽为100 ns、重复频率20 kHz、峰值电流60 A、峰值电压2 kV的功率脉冲。
利用快速高重复频率的脉冲凸轨技术可以实现合肥光源的光脉冲间隔的可调。为了获得这一快速高重复频率的强流短脉冲，采取基于MOSFET的固态调制器技术。设计出了一套10路MOSFET开关并联、6级感应叠加的实验样机结构，包括快速时钟信号产生、功率驱动电路设计、感应叠加式阵列结构。样机获得了底宽为100 ns、重复频率20 kHz、峰值电流60 A、峰值电压2 kV的功率脉冲。
2008, 20.
摘要:
设计了上海光源高频低电平控制系统,它是以数字化技术为基础，采用上下变频和IQ调制解调技术，实现幅度、频率和相位的反馈控制。上海光源储存环的束流设计流强为300 mA，为了抑制由此带来的Robinson不稳定性和纵向零模束流振荡，加入了高频直接反馈和零模束流反馈环路。从上下变频技术、IQ调制解调技术、时钟分配及锁相技术等方面对上海光源数字化低电平系统的硬件设计及其实现进行了阐述，给出了该系统试验、高功率下运行的测试结果，实现了设计要求的幅度控制精度±1%、频率控制精度 ±10 Hz和相位控制精度± 1°的技术指标。
设计了上海光源高频低电平控制系统,它是以数字化技术为基础，采用上下变频和IQ调制解调技术，实现幅度、频率和相位的反馈控制。上海光源储存环的束流设计流强为300 mA，为了抑制由此带来的Robinson不稳定性和纵向零模束流振荡，加入了高频直接反馈和零模束流反馈环路。从上下变频技术、IQ调制解调技术、时钟分配及锁相技术等方面对上海光源数字化低电平系统的硬件设计及其实现进行了阐述，给出了该系统试验、高功率下运行的测试结果，实现了设计要求的幅度控制精度±1%、频率控制精度 ±10 Hz和相位控制精度± 1°的技术指标。
2008, 20.
摘要:
介绍了上海光源直线加速器499.654MHz次谐波聚束器的物理设计、结构、加工、微波测量和试验、运行等的情况。通过2维、3维电磁软件的数值模拟方法对腔型、结构尺寸、电磁参数、调谐范围进行了优化设计，现该腔已经加工完成，并对其进行了电参数测试，结果与物理设计指标吻合很好。在上海光源的束流指标调试过程中，该腔能长期稳定运行。
介绍了上海光源直线加速器499.654MHz次谐波聚束器的物理设计、结构、加工、微波测量和试验、运行等的情况。通过2维、3维电磁软件的数值模拟方法对腔型、结构尺寸、电磁参数、调谐范围进行了优化设计，现该腔已经加工完成，并对其进行了电参数测试，结果与物理设计指标吻合很好。在上海光源的束流指标调试过程中，该腔能长期稳定运行。
