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RSS2008年 20卷 第12期
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2008, 20.
摘要:
甚多束激光装置打靶可靠性分解为到靶最小能量、能量平衡和打靶诊断三个指标。针对NIF光束对称设计和在同一分区的子集具有相同的可靠性，提出甚多束激光装置满足到靶最小能量的K类打靶故障树模型和简化分析方法；并对假定的分区子集可靠性的分组数据进行计算，分析大型激光装置的束数增加和不同打靶类型对打靶可靠性的影响趋势。研究发现：与多束激光装置相比，提高部件可靠性对于甚多束激光装置显得更加重要；设计柔性所提供的打靶功能多样性将有助于提升装置打靶可靠性。
甚多束激光装置打靶可靠性分解为到靶最小能量、能量平衡和打靶诊断三个指标。针对NIF光束对称设计和在同一分区的子集具有相同的可靠性，提出甚多束激光装置满足到靶最小能量的K类打靶故障树模型和简化分析方法；并对假定的分区子集可靠性的分组数据进行计算，分析大型激光装置的束数增加和不同打靶类型对打靶可靠性的影响趋势。研究发现：与多束激光装置相比，提高部件可靠性对于甚多束激光装置显得更加重要；设计柔性所提供的打靶功能多样性将有助于提升装置打靶可靠性。
2008, 20.
摘要:
通过控制体系的受热历史，改进了惯性约束聚变靶材料聚4-甲基-1-戊烯(TPX)泡沫二元溶剂体系的制备工艺，并利用β射线检测和X射线照相技术，对不同制备工艺的泡沫柱进行密度分布表征。结果表明：两种方法检测的结果基本一致，即凝胶过程的冷却速率为1 ℃/min，且凝胶后采用淬冷使其快速固化的方法能制得密度分布均匀的低密度TPX泡沫样品，从而确定了均匀泡沫的最佳制备工艺。由于二元溶剂体系的超低密度TPX泡沫样品孔径太大，极个别大孔可达数百μm，均匀度极低，所以采用TPX的环己烷一元溶剂体系可以成功制备出最低密度达3 mg/cm3的超低密度TPX泡沫样品，且满足Z箍缩物理实验用靶的需求。
通过控制体系的受热历史，改进了惯性约束聚变靶材料聚4-甲基-1-戊烯(TPX)泡沫二元溶剂体系的制备工艺，并利用β射线检测和X射线照相技术，对不同制备工艺的泡沫柱进行密度分布表征。结果表明：两种方法检测的结果基本一致，即凝胶过程的冷却速率为1 ℃/min，且凝胶后采用淬冷使其快速固化的方法能制得密度分布均匀的低密度TPX泡沫样品，从而确定了均匀泡沫的最佳制备工艺。由于二元溶剂体系的超低密度TPX泡沫样品孔径太大，极个别大孔可达数百μm，均匀度极低，所以采用TPX的环己烷一元溶剂体系可以成功制备出最低密度达3 mg/cm3的超低密度TPX泡沫样品，且满足Z箍缩物理实验用靶的需求。
2008, 20.
摘要:
采用啁啾脉冲堆积的方法可获得ns量级宽带整形激光脉冲，对堆积啁啾脉冲时间波形的影响因素及传输放大后脉冲波形与光谱形状的特性进行了研究。结果表明：在传输过程中脉冲的演化规律与窄带脉冲的演化规律基本一致，而且传输放大过程也不会改变脉冲的调制结构，但光谱形状在传输放大过程中发生了变化，初步认为是由非线性效应造成的；小宽带堆积啁啾脉冲具有与窄带脉冲基本一致的的增益水平。
采用啁啾脉冲堆积的方法可获得ns量级宽带整形激光脉冲，对堆积啁啾脉冲时间波形的影响因素及传输放大后脉冲波形与光谱形状的特性进行了研究。结果表明：在传输过程中脉冲的演化规律与窄带脉冲的演化规律基本一致，而且传输放大过程也不会改变脉冲的调制结构，但光谱形状在传输放大过程中发生了变化，初步认为是由非线性效应造成的；小宽带堆积啁啾脉冲具有与窄带脉冲基本一致的的增益水平。
2008, 20.
摘要:
以硅烷化后吸附粒径小于10 nm的金种子的玻璃片为基底，聚乙烯吡咯烷酮为还原剂，在荧光灯照射条件下还原氯金酸，制备出表面具有金纳米粒子聚集结构的基底。用原子力显微镜、扫描电镜、X射线衍射、吸收和荧光光谱研究了基底的性质。结果表明：随着光照时间增加至20 h，金种子长大为平均粒径140 nm的不规则状多晶粒子，且出现双层粒子堆叠。基底的吸收光谱上出现了由金粒子的表面等离子体激元偶极子耦合引发的强烈吸收峰，随着粒子粒径增大，耦合峰在600~800 nm波段内连续红移升高，表明耦合程度不断增强。在223 nm紫外光的激发下，基底的荧光光谱上在405 nm处出现发射峰，是由金粒子表面激发电子和空穴的复合辐射造成的，发光强度随着基底上粒子平均尺度增加而减弱。
以硅烷化后吸附粒径小于10 nm的金种子的玻璃片为基底，聚乙烯吡咯烷酮为还原剂，在荧光灯照射条件下还原氯金酸，制备出表面具有金纳米粒子聚集结构的基底。用原子力显微镜、扫描电镜、X射线衍射、吸收和荧光光谱研究了基底的性质。结果表明：随着光照时间增加至20 h，金种子长大为平均粒径140 nm的不规则状多晶粒子，且出现双层粒子堆叠。基底的吸收光谱上出现了由金粒子的表面等离子体激元偶极子耦合引发的强烈吸收峰，随着粒子粒径增大，耦合峰在600~800 nm波段内连续红移升高，表明耦合程度不断增强。在223 nm紫外光的激发下，基底的荧光光谱上在405 nm处出现发射峰，是由金粒子表面激发电子和空穴的复合辐射造成的，发光强度随着基底上粒子平均尺度增加而减弱。
2008, 20.
摘要:
利用低温脉冲气阀获得了平均含有3×103氘原子的氘团簇。在飞秒激光装置上实现了氘团簇聚变，每发中子产额为1×103。中子产额对激光功率密度敏感，保持激光能量不变，随着激光焦斑的变大，DD聚变中子产额逐渐增加，最大值出现在激光焦斑为470 mm时;继续增大激光焦斑，没有观察到中子信号。实验结果还表明激光氘团簇聚变发生的区域主要是激光辐照的等离子体热区，此区域内邻近氘团簇库仑爆炸发射的高能氘离子碰撞引发聚变反应。
利用低温脉冲气阀获得了平均含有3×103氘原子的氘团簇。在飞秒激光装置上实现了氘团簇聚变，每发中子产额为1×103。中子产额对激光功率密度敏感，保持激光能量不变，随着激光焦斑的变大，DD聚变中子产额逐渐增加，最大值出现在激光焦斑为470 mm时;继续增大激光焦斑，没有观察到中子信号。实验结果还表明激光氘团簇聚变发生的区域主要是激光辐照的等离子体热区，此区域内邻近氘团簇库仑爆炸发射的高能氘离子碰撞引发聚变反应。
2008, 20.
摘要:
采用洛伦兹变换推导了线性偏振激光在磁化等离子体中的非线性色散关系，根据Karpman方法推导出横波的非线性控制方程，利用线性偏振激光在磁化等离子体中的非线性色散关系和非线性控制性方程，分析了在磁化等离子体中有限振幅的扰动引起的调制不稳定性，得到了线性偏振激光的调制不稳定的时间增长率与扰动波数之间的函数关系。分析结果表明：激光等离子体的临界面附近的磁调制不稳定性的时间增长率显著增大。
采用洛伦兹变换推导了线性偏振激光在磁化等离子体中的非线性色散关系，根据Karpman方法推导出横波的非线性控制方程，利用线性偏振激光在磁化等离子体中的非线性色散关系和非线性控制性方程，分析了在磁化等离子体中有限振幅的扰动引起的调制不稳定性，得到了线性偏振激光的调制不稳定的时间增长率与扰动波数之间的函数关系。分析结果表明：激光等离子体的临界面附近的磁调制不稳定性的时间增长率显著增大。
2008, 20.
摘要:
采用脉冲激光气相沉积方法制备了不同Fe嵌埋浓度的Fe: DLC多层纳米复合薄膜。用X射线光电子能谱仪(XPS)对薄膜的组成成分进行分析。利用透射电子显微镜（TEM）、拉曼光谱、电流-电压曲线研究Fe纳米颗粒嵌埋对薄膜的微观结构及电学性能的影响。XPS和TEM表明，Fe纳米颗粒周期性地均匀地嵌埋在碳薄膜中。拉曼光谱表明薄膜中的C为典型的类金刚石结构，Fe纳米颗粒促进芳香环式结构的形成，薄膜结构的有序度提高。电流电压曲线表明，Fe纳米颗粒的嵌埋导致薄膜的室温电导率增加。
采用脉冲激光气相沉积方法制备了不同Fe嵌埋浓度的Fe: DLC多层纳米复合薄膜。用X射线光电子能谱仪(XPS)对薄膜的组成成分进行分析。利用透射电子显微镜（TEM）、拉曼光谱、电流-电压曲线研究Fe纳米颗粒嵌埋对薄膜的微观结构及电学性能的影响。XPS和TEM表明，Fe纳米颗粒周期性地均匀地嵌埋在碳薄膜中。拉曼光谱表明薄膜中的C为典型的类金刚石结构，Fe纳米颗粒促进芳香环式结构的形成，薄膜结构的有序度提高。电流电压曲线表明，Fe纳米颗粒的嵌埋导致薄膜的室温电导率增加。
2008, 20.
摘要:
带状电子注在螺线管磁场作用下传输时，易形成Diocotron不稳定性，导致电子注崩溃。采用Wiggler磁场聚焦带状电子注能防止Diocotron不稳定性。研究了Wiggler磁场聚焦带状注的作用机理，得出带状电子注在Wiggler场作用下的包络方程。结合理论分析，使用3维粒子模拟程序对带状电子注的Diocotron不稳定性和Wiggler磁场抑制不稳定性分别进行了模拟。研究表明:合适的选择磁场大小和周期能有效抑制Diocotron不稳定性，使得设计带状电子注行波管成为可能。
带状电子注在螺线管磁场作用下传输时，易形成Diocotron不稳定性，导致电子注崩溃。采用Wiggler磁场聚焦带状电子注能防止Diocotron不稳定性。研究了Wiggler磁场聚焦带状注的作用机理，得出带状电子注在Wiggler场作用下的包络方程。结合理论分析，使用3维粒子模拟程序对带状电子注的Diocotron不稳定性和Wiggler磁场抑制不稳定性分别进行了模拟。研究表明:合适的选择磁场大小和周期能有效抑制Diocotron不稳定性，使得设计带状电子注行波管成为可能。
2008, 20.
摘要:
研究了径向三腔渡越时间振荡器的高频特性，提出了一种近似求解方法，获得了各模式的频率以及场分布特性,并进行了数值模拟验证。近似求解所得的谐振模式的频率与数值模拟的结果基本一致，而模式场的振幅有误差。对近似方法进行了误差分析，结果表明:场振幅的误差随谐振腔径向长度与平均半径之比的减小而减小，该比值小于0.3时，场振幅的相对误差小于5.4%,比值大于1时,该方法不适用。
研究了径向三腔渡越时间振荡器的高频特性，提出了一种近似求解方法，获得了各模式的频率以及场分布特性,并进行了数值模拟验证。近似求解所得的谐振模式的频率与数值模拟的结果基本一致，而模式场的振幅有误差。对近似方法进行了误差分析，结果表明:场振幅的误差随谐振腔径向长度与平均半径之比的减小而减小，该比值小于0.3时，场振幅的相对误差小于5.4%,比值大于1时,该方法不适用。
2008, 20.
摘要:
在CST软件平台上，对具有坡度的同轴布喇格结构的频率响应特性进行了数值模拟。结果表明：具有正圆锥形坡度的同轴布喇格结构，其带宽随着所加坡度角的增大而变窄；而具有倒圆锥形坡度的同轴布喇格结构，其带宽随着所加坡度角的增大而变宽。采用窗函数技术可以有效地抑制具有坡度的同轴布喇格结构的频率响应曲线的残余旁瓣。汉明窗函数、汉宁窗函数及布拉克曼窗函数均有利于改善同轴布喇格结构作为反射器或者滤波器的性能。
在CST软件平台上，对具有坡度的同轴布喇格结构的频率响应特性进行了数值模拟。结果表明：具有正圆锥形坡度的同轴布喇格结构，其带宽随着所加坡度角的增大而变窄；而具有倒圆锥形坡度的同轴布喇格结构，其带宽随着所加坡度角的增大而变宽。采用窗函数技术可以有效地抑制具有坡度的同轴布喇格结构的频率响应曲线的残余旁瓣。汉明窗函数、汉宁窗函数及布拉克曼窗函数均有利于改善同轴布喇格结构作为反射器或者滤波器的性能。
2008, 20.
摘要:
设计了一种不加栅网结构的低阻抗渡越辐射振荡器器件，器件阻抗为20 Ω左右，采用同轴输出，具有所需导引磁场小、起振时间较快等优点，可望工作在重频和长脉冲状态。PIC粒子模拟表明，在输入电压和电流分别为550 kV和27.6 kA、约束磁场为0.8 T的条件下，在S波段3.175 GHz得到了平均功率大约4.0 GW的微波输出，束-波转换效率为26.4%。
设计了一种不加栅网结构的低阻抗渡越辐射振荡器器件，器件阻抗为20 Ω左右，采用同轴输出，具有所需导引磁场小、起振时间较快等优点，可望工作在重频和长脉冲状态。PIC粒子模拟表明，在输入电压和电流分别为550 kV和27.6 kA、约束磁场为0.8 T的条件下，在S波段3.175 GHz得到了平均功率大约4.0 GW的微波输出，束-波转换效率为26.4%。
2008, 20.
摘要:
给出了螺旋波纹壁圆柱波导回旋行波放大器非线性模拟中，处理偏模的初值问题和计算精度瞬时监测问题两项关键技术。采用这些技术编制的程序所得到的数值计算结果与Denisov等人实验观测值符合得很好。在此基础上，对电子束速度离散、螺旋开槽周期和开槽深度对效率的影响，进行了非线性模拟研究。结果表明：螺旋波纹壁圆柱波导回旋行波放大器效率对电子束速度离散不敏感，而对螺旋波纹开槽周期和开槽深度的依赖性较强；通过参数优化可望把目前实验的效率水平提高到25.6%。
给出了螺旋波纹壁圆柱波导回旋行波放大器非线性模拟中，处理偏模的初值问题和计算精度瞬时监测问题两项关键技术。采用这些技术编制的程序所得到的数值计算结果与Denisov等人实验观测值符合得很好。在此基础上，对电子束速度离散、螺旋开槽周期和开槽深度对效率的影响，进行了非线性模拟研究。结果表明：螺旋波纹壁圆柱波导回旋行波放大器效率对电子束速度离散不敏感，而对螺旋波纹开槽周期和开槽深度的依赖性较强；通过参数优化可望把目前实验的效率水平提高到25.6%。
2008, 20.
摘要:
介绍了高频反馈的基本原理，并依据此原理，提出了在现场可编程门阵列中采用数字算法实现高频反馈的方案，即采用旋转矩阵实现反馈环路中的增益调节和相位调节，然后再与标准信号进行矢量运算。同时，在上海光源的高频系统上进行了相关的实验，测量得到的环路延时为1.2 μs；当加入高频反馈前后，观测到超导高频腔的带宽由3.3 kHz增加到了4.8 kHz，Q值由150 550降到104 130。
介绍了高频反馈的基本原理，并依据此原理，提出了在现场可编程门阵列中采用数字算法实现高频反馈的方案，即采用旋转矩阵实现反馈环路中的增益调节和相位调节，然后再与标准信号进行矢量运算。同时，在上海光源的高频系统上进行了相关的实验，测量得到的环路延时为1.2 μs；当加入高频反馈前后，观测到超导高频腔的带宽由3.3 kHz增加到了4.8 kHz，Q值由150 550降到104 130。
2008, 20.
摘要:
采用模拟和数值计算的方法，研究了THz波段的受激史密斯-帕塞尔辐射特性。实验装置以“上海电子束离子阱”为原型，采用紧凑型设计以便最终实现其可移动性。束流动力学模拟表明，此装置采用强磁场，可以得到平均流强为0.2 A、束流半径为75 μm的高品质电子束，为电子束工作在自由电子激光模式下创造了条件。基于Andrews和 Brau的理论，优化了光栅参数，保证了辐射角度在60°。其中消散场的计算频率为0.365 9 THz。采用particle-in-cell(PIC)程序模拟了光栅表面的辐射场以及电子的动力学特性。模拟结果表明电子有群聚效应，且二次谐波（0.723 THz，约为消散频率的2倍）得到增强。采用后处理方法计算了史密斯-帕塞尔辐射的功率空间分布。计算显示辐射角度与理论角度相一致，表明了方法的有效性。输出的功率约为2 mW。
采用模拟和数值计算的方法，研究了THz波段的受激史密斯-帕塞尔辐射特性。实验装置以“上海电子束离子阱”为原型，采用紧凑型设计以便最终实现其可移动性。束流动力学模拟表明，此装置采用强磁场，可以得到平均流强为0.2 A、束流半径为75 μm的高品质电子束，为电子束工作在自由电子激光模式下创造了条件。基于Andrews和 Brau的理论，优化了光栅参数，保证了辐射角度在60°。其中消散场的计算频率为0.365 9 THz。采用particle-in-cell(PIC)程序模拟了光栅表面的辐射场以及电子的动力学特性。模拟结果表明电子有群聚效应，且二次谐波（0.723 THz，约为消散频率的2倍）得到增强。采用后处理方法计算了史密斯-帕塞尔辐射的功率空间分布。计算显示辐射角度与理论角度相一致，表明了方法的有效性。输出的功率约为2 mW。
2008, 20.
摘要:
介绍了确定不同加速间隙形状和设计结构的强流直线感应加速腔微波特性的方法,即确定频域中加速腔横向阻抗值的方法,包括数值模拟和实验测试。 横向阻抗测试实验中采用了两种测试方法:一种为同轴线束流模拟法,另一种为对加速腔形状因子的测试。实验中测试了3种不同的腔型，并和数值模拟结果进行了比较。两种横向阻抗的测试方法所得结果都与计算结果基本符合，从测试过程的繁简程度和多次实验结果的重复性来看，对于强流直线感应加速腔来说，形状因子值测试方法优于双芯同轴线束流模拟法。实验测试和数值模拟结果显示，确定直线感应加速腔横向阻抗值，测试实验和数值模拟是相辅相成的，缺一不可。
介绍了确定不同加速间隙形状和设计结构的强流直线感应加速腔微波特性的方法,即确定频域中加速腔横向阻抗值的方法,包括数值模拟和实验测试。 横向阻抗测试实验中采用了两种测试方法:一种为同轴线束流模拟法,另一种为对加速腔形状因子的测试。实验中测试了3种不同的腔型，并和数值模拟结果进行了比较。两种横向阻抗的测试方法所得结果都与计算结果基本符合，从测试过程的繁简程度和多次实验结果的重复性来看，对于强流直线感应加速腔来说，形状因子值测试方法优于双芯同轴线束流模拟法。实验测试和数值模拟结果显示，确定直线感应加速腔横向阻抗值，测试实验和数值模拟是相辅相成的，缺一不可。
2008, 20.
摘要:
以聚乙烯醇缩聚物为基质，以类丁二炔化合物为有机染色材料，研制了一种高灵敏度新型辐射变色膜。采用JJ-2型范格拉夫静电加速器对变色薄膜进行剂量范围为15～90 Gy的电子束辐照，结果显示:变色薄膜颜色由粉红渐变为蓝色，并随着辐照剂量的增加而逐渐加深；分光光度计测试其吸收光谱，发现主吸收峰值出现在675 nm附近，且吸收峰处的响应吸光度与电子注量具有较好的线性关系；对变色层厚度为20～80 μm的变色膜，吸收峰处的响应吸光度与其变色层厚度也成线性关系；添加不同比例的协同剂，能提高变色薄膜的响应灵敏度;变色膜辐照后续效应微弱，辐照后可以立即测量，且对测量环境变化不敏感。
以聚乙烯醇缩聚物为基质，以类丁二炔化合物为有机染色材料，研制了一种高灵敏度新型辐射变色膜。采用JJ-2型范格拉夫静电加速器对变色薄膜进行剂量范围为15～90 Gy的电子束辐照，结果显示:变色薄膜颜色由粉红渐变为蓝色，并随着辐照剂量的增加而逐渐加深；分光光度计测试其吸收光谱，发现主吸收峰值出现在675 nm附近，且吸收峰处的响应吸光度与电子注量具有较好的线性关系；对变色层厚度为20～80 μm的变色膜，吸收峰处的响应吸光度与其变色层厚度也成线性关系；添加不同比例的协同剂，能提高变色薄膜的响应灵敏度;变色膜辐照后续效应微弱，辐照后可以立即测量，且对测量环境变化不敏感。
2008, 20.
摘要:
介绍了电子束与钽靶相互作用的能量沉积解析理论和（钽-碳）复合靶的设计。单靶的某个区域内形成的高温等离子体沿轴的2个方向(±z)溅射而使单靶穿孔,大焦斑束形成较小的孔，小焦斑下靶孔较大而相对光滑。复合靶或修正复合靶可以经受2~3个束脉冲的连续照射。蒙卡模拟计算表明，复合靶或修正复合靶的焦斑尺寸与单靶相同，可用于多脉冲闪光照相。
介绍了电子束与钽靶相互作用的能量沉积解析理论和（钽-碳）复合靶的设计。单靶的某个区域内形成的高温等离子体沿轴的2个方向(±z)溅射而使单靶穿孔,大焦斑束形成较小的孔，小焦斑下靶孔较大而相对光滑。复合靶或修正复合靶可以经受2~3个束脉冲的连续照射。蒙卡模拟计算表明，复合靶或修正复合靶的焦斑尺寸与单靶相同，可用于多脉冲闪光照相。
2008, 20.
摘要:
介绍了ZnO:Ga晶体对重复频率快脉冲硬X 射线的时间响应，利用X射线荧光分析仪测量了ZnO:Ga晶体对10～100 keV硬X射线的能量响应。结果表明:ZnO:Ga晶体对硬X射线响应的上升时间为316 ps,半高宽为440 ps;对40 keV以上的X射线的能量响应很平坦。该晶体可以作为一种新颖的硬X射线探测元件。
介绍了ZnO:Ga晶体对重复频率快脉冲硬X 射线的时间响应，利用X射线荧光分析仪测量了ZnO:Ga晶体对10～100 keV硬X射线的能量响应。结果表明:ZnO:Ga晶体对硬X射线响应的上升时间为316 ps,半高宽为440 ps;对40 keV以上的X射线的能量响应很平坦。该晶体可以作为一种新颖的硬X射线探测元件。
2008, 20.
摘要:
实验研究了前沿50 ns、脉宽350 ns和3 μs正负极性的4种脉冲电压作用下,真空中绝缘材料的各种局部放电现象以及由此引起的表面带电。结果表明:在脉冲电压作用下，绝缘材料沿面闪络发生前会发生各种局部放电现象，局部放电是纳秒脉冲下绝缘材料表面带电的根本原因。只要发生局部放电，绝缘材料表面就会出现正极性的电荷，并且在阴极附近的电荷密度略大于阳极附近的电荷密度，但由于材料陷阱的分布，也会有局部突变。有机玻璃比聚乙烯容易发生局部放电和积聚电荷，沿面闪络电压值更低。局部放电引起表面带电的物理机制是二次电子发射形成过程中的电子碰撞电离和材料陷阱捕获电荷共同作用。
实验研究了前沿50 ns、脉宽350 ns和3 μs正负极性的4种脉冲电压作用下,真空中绝缘材料的各种局部放电现象以及由此引起的表面带电。结果表明:在脉冲电压作用下，绝缘材料沿面闪络发生前会发生各种局部放电现象，局部放电是纳秒脉冲下绝缘材料表面带电的根本原因。只要发生局部放电，绝缘材料表面就会出现正极性的电荷，并且在阴极附近的电荷密度略大于阳极附近的电荷密度，但由于材料陷阱的分布，也会有局部突变。有机玻璃比聚乙烯容易发生局部放电和积聚电荷，沿面闪络电压值更低。局部放电引起表面带电的物理机制是二次电子发射形成过程中的电子碰撞电离和材料陷阱捕获电荷共同作用。
2008, 20.
摘要:
在多路并联运行的电容储能型脉冲功率源中，为实现初级储能气体开关和脉冲形成主开关的同步，需要多组延时可调、每组多路输出的快前沿高电压脉冲来分别触发，为此研制了一套快响应低抖动100 kV快前沿电脉冲触发系统。该系统由同步机DG535和多组电脉冲放大单元组成，各组放大单元输出脉冲的延迟时间可调，延时步长由DG535设定，每组最短延时时间约为305 ns，抖动2 ns，可同时输出多路触发脉冲，在高阻负载上幅值可达180 kV，当输出信号为4路时，上升时间10 ns，当输出信号为8路时，上升时间15 ns。
在多路并联运行的电容储能型脉冲功率源中，为实现初级储能气体开关和脉冲形成主开关的同步，需要多组延时可调、每组多路输出的快前沿高电压脉冲来分别触发，为此研制了一套快响应低抖动100 kV快前沿电脉冲触发系统。该系统由同步机DG535和多组电脉冲放大单元组成，各组放大单元输出脉冲的延迟时间可调，延时步长由DG535设定，每组最短延时时间约为305 ns，抖动2 ns，可同时输出多路触发脉冲，在高阻负载上幅值可达180 kV，当输出信号为4路时，上升时间10 ns，当输出信号为8路时，上升时间15 ns。
2008, 20.
摘要:
建立了精确的激光触发沿面闪络试验系统，用波长1 064/532 nm，调Q开关的Nd:YAG固体激光器来触发绝缘试品的沿面闪络。分别测量了Marx发生器的触发器输入电压和输出电压、Marx发生器的触发脉冲和Marx发生器输出电压、激光器的Q开关控制信号和输出激光脉冲之间的时延和抖动。应用自制的数字脉冲发生器控制Marx发生器的触发器及激光器的氙灯信号触发，用Marx发生器输出电压控制激光器的Q开关；根据所测时延和激光器的控制时序，调整数字脉冲发生器各通道的时延。实验结果显示：Marx输出电压与激光脉冲时延516.1 ns，抖动4.5 ns,达到激光脉冲与脉冲电压的精确同步。
建立了精确的激光触发沿面闪络试验系统，用波长1 064/532 nm，调Q开关的Nd:YAG固体激光器来触发绝缘试品的沿面闪络。分别测量了Marx发生器的触发器输入电压和输出电压、Marx发生器的触发脉冲和Marx发生器输出电压、激光器的Q开关控制信号和输出激光脉冲之间的时延和抖动。应用自制的数字脉冲发生器控制Marx发生器的触发器及激光器的氙灯信号触发，用Marx发生器输出电压控制激光器的Q开关；根据所测时延和激光器的控制时序，调整数字脉冲发生器各通道的时延。实验结果显示：Marx输出电压与激光脉冲时延516.1 ns，抖动4.5 ns,达到激光脉冲与脉冲电压的精确同步。
2008, 20.
摘要:
利用50 kV无感电容器与固体电阻制作了10级陡化前沿Marx发生器，实现了电容储能型脉冲功率调制系统的小型化。使用不同阻值的水电阻负载研究了发生器的阻抗特性，并进一步制作了金属膜电阻负载进行实验，测定90 Ω负载可以使发生器处于临界阻尼放电状态，从而确定发生器的内部阻抗约为45 Ω。当充电电压为40 kV时，在金属膜电阻负载上得到了幅值约为210 kV，脉宽约为40 ns，前沿约为5 ns的快前沿高压脉冲。利用此发生器成功地驱动了强流二极管，当二极管阴阳极间距为15 mm时，在30 kV充电情况下，其输出电压约为154 kV，束流约为1 kA。
利用50 kV无感电容器与固体电阻制作了10级陡化前沿Marx发生器，实现了电容储能型脉冲功率调制系统的小型化。使用不同阻值的水电阻负载研究了发生器的阻抗特性，并进一步制作了金属膜电阻负载进行实验，测定90 Ω负载可以使发生器处于临界阻尼放电状态，从而确定发生器的内部阻抗约为45 Ω。当充电电压为40 kV时，在金属膜电阻负载上得到了幅值约为210 kV，脉宽约为40 ns，前沿约为5 ns的快前沿高压脉冲。利用此发生器成功地驱动了强流二极管，当二极管阴阳极间距为15 mm时，在30 kV充电情况下，其输出电压约为154 kV，束流约为1 kA。
2008, 20.
摘要:
以高速MOSFET器件为基础，对超快高压电脉冲产生技术进行了实验研究。采用多路并联的高速MOSFET与感应叠加相结合的形式，得到脉冲半宽度为300 ns、上升时间约为60 ns、时间间隔600 ns的超快方波双脉冲；在负载电阻为11.5 Ω时，可以产生365 A的脉冲峰值电流，并且能够提供1.5 MW的峰值输出功率。
以高速MOSFET器件为基础，对超快高压电脉冲产生技术进行了实验研究。采用多路并联的高速MOSFET与感应叠加相结合的形式，得到脉冲半宽度为300 ns、上升时间约为60 ns、时间间隔600 ns的超快方波双脉冲；在负载电阻为11.5 Ω时，可以产生365 A的脉冲峰值电流，并且能够提供1.5 MW的峰值输出功率。
2008, 20.
摘要:
Z箍缩和闪光照相在惯性约束聚变（ICF）、核辐射效应和高性能爆轰流体动力学等研究中具有重要应用，Z箍缩ICF和多脉冲多角度高能脉冲X射线闪光照相对脉冲功率源提出了巨大挑战，国际上正在积极发展和探索可实现直接驱动Z箍缩和闪光照相二极管的快脉冲功率源新技术。综述了国际上近年来快Marx发生器（FMG）和快直线型变压器（FLTD）等脉冲功率源方面的发展动态，初步分析了两种技术途径的优缺点和制约性因素，以及需要开展的关键技术，介绍了西北核技术研究所的相关研究进展，最后提出了几点看法和建议。
Z箍缩和闪光照相在惯性约束聚变（ICF）、核辐射效应和高性能爆轰流体动力学等研究中具有重要应用，Z箍缩ICF和多脉冲多角度高能脉冲X射线闪光照相对脉冲功率源提出了巨大挑战，国际上正在积极发展和探索可实现直接驱动Z箍缩和闪光照相二极管的快脉冲功率源新技术。综述了国际上近年来快Marx发生器（FMG）和快直线型变压器（FLTD）等脉冲功率源方面的发展动态，初步分析了两种技术途径的优缺点和制约性因素，以及需要开展的关键技术，介绍了西北核技术研究所的相关研究进展，最后提出了几点看法和建议。
2008, 20.
摘要:
快脉冲直线变压器驱动源（LTD）技术是近年来快速发展起来的一种新型脉冲功率技术。概述了近年来国际上快脉冲LTD技术的研究现状，介绍了快脉冲LTD在Z箍缩和闪光照相两个应用领域的发展，重点介绍了具有代表性的装置的概念设计及研究进展；对快脉冲LTD技术所涉及的开关、触发系统等关键技术进行评述，并在此基础上提出了进行快脉冲LTD技术研究需关注的重点问题及研究途径。
快脉冲直线变压器驱动源（LTD）技术是近年来快速发展起来的一种新型脉冲功率技术。概述了近年来国际上快脉冲LTD技术的研究现状，介绍了快脉冲LTD在Z箍缩和闪光照相两个应用领域的发展，重点介绍了具有代表性的装置的概念设计及研究进展；对快脉冲LTD技术所涉及的开关、触发系统等关键技术进行评述，并在此基础上提出了进行快脉冲LTD技术研究需关注的重点问题及研究途径。
2008, 20.
摘要:
采用两个重叠的共线支腔构成的三镜复合腔，实现LD泵浦的Nd:YVO4激光器的1 064 nm和1 342 nm双波长激光运转。根据双波长振荡阈值相等条件，数值计算了1 064 nm支腔和1 342 nm支腔的腔长、支腔的输出耦合镜透过率之间的关系。合理选择两个支腔的参数，当泵浦功率13 W时，获得1 064 nm激光功率1.59 W,1 342 nm激光功率1.17 W的双波长激光输出。在满足腔内1 064 nm 和1 342 nm双波长光子数密度相等的条件下，计算了腔内和频的复合腔Nd:YVO4激光器的腔参数。采用Ⅱ类临界相位匹配KTP晶体作为和频器件，当808 nm泵浦光功率为12 W时，获得340 mW的和频593 nm激光输出。
采用两个重叠的共线支腔构成的三镜复合腔，实现LD泵浦的Nd:YVO4激光器的1 064 nm和1 342 nm双波长激光运转。根据双波长振荡阈值相等条件，数值计算了1 064 nm支腔和1 342 nm支腔的腔长、支腔的输出耦合镜透过率之间的关系。合理选择两个支腔的参数，当泵浦功率13 W时，获得1 064 nm激光功率1.59 W,1 342 nm激光功率1.17 W的双波长激光输出。在满足腔内1 064 nm 和1 342 nm双波长光子数密度相等的条件下，计算了腔内和频的复合腔Nd:YVO4激光器的腔参数。采用Ⅱ类临界相位匹配KTP晶体作为和频器件，当808 nm泵浦光功率为12 W时，获得340 mW的和频593 nm激光输出。
2008, 20.
摘要:
提出采用直锥形光纤作为大气激光通信的发射天线，将多模光纤输出的部分相干发散光束变换为准平行光束的方案，既能得到发散角很小的部分相干激光光束，又能保证激光器输出能量的完全传输。采用光线追迹法分析了任意光束从锥形光纤小端面输入、大端面输出的发散角。结果表明，当直锥形光纤长度大于某一特定值时，从小端面输入的入射角小于数值孔径角的所有光线理论上都可以变换为出射角度小于光纤半锥角的光线，因此直锥形光纤可以作为部分相干光源的准直透镜，代替传统的凸透镜，用于改善光束的发散角。对远场光斑进行了数值模拟和实验研究，结果显示：直锥形光纤透镜对朗伯光源的准直光束比传统凸透镜的准直光束发散角小，光斑半径小且均匀性好，证明用此方法可以得到低发散、低空间相干性的光斑。
提出采用直锥形光纤作为大气激光通信的发射天线，将多模光纤输出的部分相干发散光束变换为准平行光束的方案，既能得到发散角很小的部分相干激光光束，又能保证激光器输出能量的完全传输。采用光线追迹法分析了任意光束从锥形光纤小端面输入、大端面输出的发散角。结果表明，当直锥形光纤长度大于某一特定值时，从小端面输入的入射角小于数值孔径角的所有光线理论上都可以变换为出射角度小于光纤半锥角的光线，因此直锥形光纤可以作为部分相干光源的准直透镜，代替传统的凸透镜，用于改善光束的发散角。对远场光斑进行了数值模拟和实验研究，结果显示：直锥形光纤透镜对朗伯光源的准直光束比传统凸透镜的准直光束发散角小，光斑半径小且均匀性好，证明用此方法可以得到低发散、低空间相干性的光斑。
2008, 20.
摘要:
将Cai提出的异常空心光束的理论模型推广到非傍轴范畴，推导出非傍轴矢量异常空心光束传输的解析表达式，用以研究它在自由空间中的传输特性。研究表明，异常空心光束在传输过程中光束形状会发生变化。与高斯光束不同，非傍轴异常空心光束傍轴近似成立条件依赖于传输距离，这与异常空心光束光强分布随传输距离的变化有关。非傍轴异常空心光束远场的光束质量可用桶中功率来描述，桶中功率随f参数(波长与束腰宽度的比值)的增大而减小。
将Cai提出的异常空心光束的理论模型推广到非傍轴范畴，推导出非傍轴矢量异常空心光束传输的解析表达式，用以研究它在自由空间中的传输特性。研究表明，异常空心光束在传输过程中光束形状会发生变化。与高斯光束不同，非傍轴异常空心光束傍轴近似成立条件依赖于传输距离，这与异常空心光束光强分布随传输距离的变化有关。非傍轴异常空心光束远场的光束质量可用桶中功率来描述，桶中功率随f参数(波长与束腰宽度的比值)的增大而减小。
2008, 20.
摘要:
利用HITACHI U-4001型分光光度计和基于光腔衰荡光谱的高反射率测量仪对氧碘化学激光器（COIL）输出镜的透过率和高反镜的反射率进行了膜层均匀性、测量重复性、激光辐照等方面的测量和实验研究。实验结果显示：离子束溅射膜的性能比电子枪蒸发膜更为稳定；只要保证镜片存放于干燥处，长时间放置对其薄膜的透过率和反射率均无明显影响。
利用HITACHI U-4001型分光光度计和基于光腔衰荡光谱的高反射率测量仪对氧碘化学激光器（COIL）输出镜的透过率和高反镜的反射率进行了膜层均匀性、测量重复性、激光辐照等方面的测量和实验研究。实验结果显示：离子束溅射膜的性能比电子枪蒸发膜更为稳定；只要保证镜片存放于干燥处，长时间放置对其薄膜的透过率和反射率均无明显影响。
2008, 20.
摘要:
从光纤端面研抛工艺的技术特点出发，计算了端面倾角和反射率的关系，估算了斜面研抛后端面反射率的大小。在掺Yb3+双包层光纤放大器理论模型的基础上，数值模拟了常规研抛角度误差造成的端面反射率对放大器输出特性的影响。计算结果表明：端面反射导致系统内出现严重放大的自发辐射和自激现象，减小光纤两个端面的反射率是最有效的抑制方法，同时，增大入射信号激光功率也可以抑制自激，提高输出信号光功率和信噪比。
从光纤端面研抛工艺的技术特点出发，计算了端面倾角和反射率的关系，估算了斜面研抛后端面反射率的大小。在掺Yb3+双包层光纤放大器理论模型的基础上，数值模拟了常规研抛角度误差造成的端面反射率对放大器输出特性的影响。计算结果表明：端面反射导致系统内出现严重放大的自发辐射和自激现象，减小光纤两个端面的反射率是最有效的抑制方法，同时，增大入射信号激光功率也可以抑制自激，提高输出信号光功率和信噪比。
2008, 20.
摘要:
利用X-Y函数记录仪测试了双异质结连续60 W，1×19激光二极管线阵（LDB）发射光束的空间光强分布和时间稳定性，被测样品的型号为JOLD-60-CPNN-1L。实验结果表明:组成DLB的19个二极管发射的光束基本上是独立传输的，DLB光束远场光强分布由19个子束非相干叠加而成，并且不随时间变化，发光区间距不相等。以实验为依据，对理论模型做了改进。将低注入电流的实验与用改进的理论模型的计算结果做了比较，二者符合甚好。
利用X-Y函数记录仪测试了双异质结连续60 W，1×19激光二极管线阵（LDB）发射光束的空间光强分布和时间稳定性，被测样品的型号为JOLD-60-CPNN-1L。实验结果表明:组成DLB的19个二极管发射的光束基本上是独立传输的，DLB光束远场光强分布由19个子束非相干叠加而成，并且不随时间变化，发光区间距不相等。以实验为依据，对理论模型做了改进。将低注入电流的实验与用改进的理论模型的计算结果做了比较，二者符合甚好。
2008, 20.
摘要:
为了解决瑞利散射光易受米散射和背景杂散光干扰的问题，发展了结合窄线宽激光器、分子过滤器以及像增强器等技术的分子过滤瑞利散射技术。在图像诊断的基础上，依据测量的碘蒸气吸收光谱曲线，对CH4/air预混火焰进行了诊断，获得了密度场和温度场分布。距炉面15 mm火焰中心区域处，分子过滤瑞利散射(FRS)技术测量的温度为1 827 K±84 K，密度为0.19 kg/m3，其测温结果与CARS法的测温结果基本吻合。最后分析了FRS技术测温不确定度。实验表明FRS技术具有较高的信噪比，可以定量测量温度和密度信息，有望应用于超音速燃烧流场、紊流场等复杂流场的诊断。
为了解决瑞利散射光易受米散射和背景杂散光干扰的问题，发展了结合窄线宽激光器、分子过滤器以及像增强器等技术的分子过滤瑞利散射技术。在图像诊断的基础上，依据测量的碘蒸气吸收光谱曲线，对CH4/air预混火焰进行了诊断，获得了密度场和温度场分布。距炉面15 mm火焰中心区域处，分子过滤瑞利散射(FRS)技术测量的温度为1 827 K±84 K，密度为0.19 kg/m3，其测温结果与CARS法的测温结果基本吻合。最后分析了FRS技术测温不确定度。实验表明FRS技术具有较高的信噪比，可以定量测量温度和密度信息，有望应用于超音速燃烧流场、紊流场等复杂流场的诊断。
2008, 20.
摘要:
采用掺Yb3+双包层光子晶体光纤作为放大器的增益介质，在双端泵浦方式下，理论并实验研究了不同信号光时放大器的增益特性。在双端泵浦方式下，泵浦总功率为150.2 W、信号光功率为6 W时，获得了72 W的功率输出,斜率效率达到了60%。实验发现当泵浦总功率超过一定值时，由光纤端面反射形成的振荡腔引起放大器寄生振荡，并由于各种非线性效应出现了自脉动现象，影响了输出功率的进一步提高。
采用掺Yb3+双包层光子晶体光纤作为放大器的增益介质，在双端泵浦方式下，理论并实验研究了不同信号光时放大器的增益特性。在双端泵浦方式下，泵浦总功率为150.2 W、信号光功率为6 W时，获得了72 W的功率输出,斜率效率达到了60%。实验发现当泵浦总功率超过一定值时，由光纤端面反射形成的振荡腔引起放大器寄生振荡，并由于各种非线性效应出现了自脉动现象，影响了输出功率的进一步提高。
2008, 20.
摘要:
基于球面几何光学对激光驱动X射线单色背光照相系统的空间分辨力和成像效率等关键性能参数进行了理论推导，分析了当系统光学参数发生变化时，系统空间分辨力和成像效率互为制约的关系，由此提出了在保证能探测到图像的前提下，尽量提高系统空间分辨能力的优化设计方法。按照此方法具体设计了光子能量分别为5.07 keV和5.41 keV的两套背光照相系统，并用光线追迹模拟实验进行了验证。结果表明：设计的两套系统都能够在大约1 cm2的视场范围内，具有优于10 μm的空间分辨力。
基于球面几何光学对激光驱动X射线单色背光照相系统的空间分辨力和成像效率等关键性能参数进行了理论推导，分析了当系统光学参数发生变化时，系统空间分辨力和成像效率互为制约的关系，由此提出了在保证能探测到图像的前提下，尽量提高系统空间分辨能力的优化设计方法。按照此方法具体设计了光子能量分别为5.07 keV和5.41 keV的两套背光照相系统，并用光线追迹模拟实验进行了验证。结果表明：设计的两套系统都能够在大约1 cm2的视场范围内，具有优于10 μm的空间分辨力。
2008, 20.
摘要:
用355 nm脉冲激光分别辐照位于熔石英前后表面的损伤点，用Mias软件采集了损伤增长的图像并测量了每脉冲辐照后损伤点的面积。实验结果表明：位于熔石英样片后表面的损伤点面积随激光辐照脉冲数呈指数增长关系，而位于前表面的损伤点面积与激光辐照脉冲次数呈线性增长关系。
用355 nm脉冲激光分别辐照位于熔石英前后表面的损伤点，用Mias软件采集了损伤增长的图像并测量了每脉冲辐照后损伤点的面积。实验结果表明：位于熔石英样片后表面的损伤点面积随激光辐照脉冲数呈指数增长关系，而位于前表面的损伤点面积与激光辐照脉冲次数呈线性增长关系。
2008, 20.
摘要:
用电子Thomson散射的经典理论，研究了周期量级激光脉冲作用下电子Thomson散射的特性，讨论了不同激光强度下，激光脉冲的初始相位对电子辐射的空间分布以及特定方向上频谱分布特性的影响。计算表明:对弱激光脉冲，电子辐射的空间分布类似于偶极天线的对称双叶结构，初始相位对电子的辐射几乎没有影响；而对强激光脉冲，电子辐射的空间分布出现了三叶结构，初始相位对电子的辐射影响非常显著。
用电子Thomson散射的经典理论，研究了周期量级激光脉冲作用下电子Thomson散射的特性，讨论了不同激光强度下，激光脉冲的初始相位对电子辐射的空间分布以及特定方向上频谱分布特性的影响。计算表明:对弱激光脉冲，电子辐射的空间分布类似于偶极天线的对称双叶结构，初始相位对电子的辐射几乎没有影响；而对强激光脉冲，电子辐射的空间分布出现了三叶结构，初始相位对电子的辐射影响非常显著。
