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RSS2009年 21卷 第07期
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2009, 21.
摘要:
建立了激光致声的产生和测量系统，对蒸馏水、酒精和甘油中的激光致声进行测量分析,分别计算了这3种透明液体在体积模量(0.2~7.0 GPa)、动力粘性系数(0.001~30.000 Pa·s)和所吸收激光脉冲能量(10~400 mJ)变化时对应的激光致声的相关数值。实验和数值计算结果表明：激光致声的主频、峰值声压和声能随着透明液体体积模量的增加而增加;激光致声的峰值声压和声能随着动力粘性系数的增加而减小,随着击穿区所吸收的激光脉冲能量的增加而增加;动力粘性系数和击穿区所吸收的激光脉冲能量对主频的影响不明显。
建立了激光致声的产生和测量系统，对蒸馏水、酒精和甘油中的激光致声进行测量分析,分别计算了这3种透明液体在体积模量(0.2~7.0 GPa)、动力粘性系数(0.001~30.000 Pa·s)和所吸收激光脉冲能量(10~400 mJ)变化时对应的激光致声的相关数值。实验和数值计算结果表明：激光致声的主频、峰值声压和声能随着透明液体体积模量的增加而增加;激光致声的峰值声压和声能随着动力粘性系数的增加而减小,随着击穿区所吸收的激光脉冲能量的增加而增加;动力粘性系数和击穿区所吸收的激光脉冲能量对主频的影响不明显。
2009, 21.
摘要:
以超低膨胀系数微晶玻璃为腔体，以分布反馈式激光器为光源，建立了一套等噪声测量灵敏度为3.2×10-9 cm-1的调腔式连续波腔衰荡光谱系统。应用该系统对1.517 μm附近(6 586.5~6 596.5 cm-1范围内)的7条水汽吸收谱线进行了实验研究，测得了这些谱线在氮气、空气环境下的谱线加宽系数。根据测得的结果，得到了此波段水汽的空气加宽系数与氮气加宽系数之比为0.896 9±0.068 7(3倍标准误差范围内)，并就测得水汽的谱线加宽系数与HITRAN2004数据库数据进行了比较。
以超低膨胀系数微晶玻璃为腔体，以分布反馈式激光器为光源，建立了一套等噪声测量灵敏度为3.2×10-9 cm-1的调腔式连续波腔衰荡光谱系统。应用该系统对1.517 μm附近(6 586.5~6 596.5 cm-1范围内)的7条水汽吸收谱线进行了实验研究，测得了这些谱线在氮气、空气环境下的谱线加宽系数。根据测得的结果，得到了此波段水汽的空气加宽系数与氮气加宽系数之比为0.896 9±0.068 7(3倍标准误差范围内)，并就测得水汽的谱线加宽系数与HITRAN2004数据库数据进行了比较。
2009, 21.
摘要:
在两种极限情况下求得了向列型液晶中（1+1）D空间光孤子的精确解析解。对非局域非线性项作近似计算，获得了光束的演化方程。在弱非局域情况下，直接积分得出单峰孤子解；强非局域情况下，用贝塞尔函数表示明孤子的解析解，本征值个数与峰的个数一致，预示了多峰明孤子的存在；这些结果与其它文献的精确数值解一致。并把所得解与双曲近似解析解进行了比较。
在两种极限情况下求得了向列型液晶中（1+1）D空间光孤子的精确解析解。对非局域非线性项作近似计算，获得了光束的演化方程。在弱非局域情况下，直接积分得出单峰孤子解；强非局域情况下，用贝塞尔函数表示明孤子的解析解，本征值个数与峰的个数一致，预示了多峰明孤子的存在；这些结果与其它文献的精确数值解一致。并把所得解与双曲近似解析解进行了比较。
2009, 21.
摘要:
采用1.06 μm激光泵浦准相位匹配周期极化铌酸锂（PPMgLN）晶体光参量振荡器，实现高功率高效率高重复频率3.84 μm中红外激光输出。泵浦源为椭圆光斑1.06 μm激光，PPMgLN晶体MgO摩尔分数为5%，光参量振荡器为外腔单谐振结构，采用e→e+e相位匹配，利用了PPMgLN晶体的最大非线性系数。在1.06 μm激光功率为73 W，声光Q开关工作频率为7.5 kHz的条件下，获得平均功率8.3 W，波长3.84 μm激光输出，光-光转换斜率效率14.1％，水平和垂直方向光束质量平方因子分别为1.94，4.57。
采用1.06 μm激光泵浦准相位匹配周期极化铌酸锂（PPMgLN）晶体光参量振荡器，实现高功率高效率高重复频率3.84 μm中红外激光输出。泵浦源为椭圆光斑1.06 μm激光，PPMgLN晶体MgO摩尔分数为5%，光参量振荡器为外腔单谐振结构，采用e→e+e相位匹配，利用了PPMgLN晶体的最大非线性系数。在1.06 μm激光功率为73 W，声光Q开关工作频率为7.5 kHz的条件下，获得平均功率8.3 W，波长3.84 μm激光输出，光-光转换斜率效率14.1％，水平和垂直方向光束质量平方因子分别为1.94，4.57。
2009, 21.
摘要:
利用大涡模拟对化学氧碘激光器内的亚跨超音速混合过程进行模拟分析，其结果表明了大涡模拟对这种低压、低密度、亚跨超音速及夹杂多种介质的化学流场的可执行性。与传统的雷诺平均仿真结果相比较，大涡模拟能掌握更多的流场细节数据，能够对混合过程进行精准地判断和分析。在此基础上，提出了碘流反向45°入流的设计方案以增强混合程度，计算表明采用此种方案在相应出光面上平均小信号增益系数提高了5%。
利用大涡模拟对化学氧碘激光器内的亚跨超音速混合过程进行模拟分析，其结果表明了大涡模拟对这种低压、低密度、亚跨超音速及夹杂多种介质的化学流场的可执行性。与传统的雷诺平均仿真结果相比较，大涡模拟能掌握更多的流场细节数据，能够对混合过程进行精准地判断和分析。在此基础上，提出了碘流反向45°入流的设计方案以增强混合程度，计算表明采用此种方案在相应出光面上平均小信号增益系数提高了5%。
2009, 21.
摘要:
利用数值模拟的方法分析了均匀冷却与非均匀冷却对传导冷却端面泵浦板条放大器波前畸变的影响，结果发现：信号光的波前畸变强烈依赖于zig-zag周期数，一定的光路可以将波前畸变减小到λ/10量级；板条长度方向散热不均匀及两块热沉之间散热能力的差异对波前畸变的影响很小，而宽度方向散热不均匀对波前畸变的影响较大；当宽度方向散热不均匀时，波前畸变主要为倾斜像差，输出光束的传输方向将发生偏折。因此，在非均匀冷却条件下，为了减小宽度方向散热不均匀性的影响，应选择反射次数较少的之字型光路。
利用数值模拟的方法分析了均匀冷却与非均匀冷却对传导冷却端面泵浦板条放大器波前畸变的影响，结果发现：信号光的波前畸变强烈依赖于zig-zag周期数，一定的光路可以将波前畸变减小到λ/10量级；板条长度方向散热不均匀及两块热沉之间散热能力的差异对波前畸变的影响很小，而宽度方向散热不均匀对波前畸变的影响较大；当宽度方向散热不均匀时，波前畸变主要为倾斜像差，输出光束的传输方向将发生偏折。因此，在非均匀冷却条件下，为了减小宽度方向散热不均匀性的影响，应选择反射次数较少的之字型光路。
2009, 21.
摘要:
利用一种用于光腔模式及光束传输模拟计算的特征向量法计算有源腔的2维失调，通过对谐振腔几何关系的求解，以及对增益进行薄层模型处理，最后利用特征向量法计算有源腔失调后的模式分布，发现失调造成了模式强度分布不均匀，并带来模式阶数的改变。计算了相应的光束质量因子，结果表明:在一定失调范围内，失调可能会带入新的模式竞争；谐振腔在一定范围的失调情况下，各阶模式的光束质量可能变好，也有可能变差，随着模式阶数的增加光束质量整体趋势是越来越差；原来简并的模式可能不再简并。该方法可以为计算失调后谐振腔的模场带来方便。
利用一种用于光腔模式及光束传输模拟计算的特征向量法计算有源腔的2维失调，通过对谐振腔几何关系的求解，以及对增益进行薄层模型处理，最后利用特征向量法计算有源腔失调后的模式分布，发现失调造成了模式强度分布不均匀，并带来模式阶数的改变。计算了相应的光束质量因子，结果表明:在一定失调范围内，失调可能会带入新的模式竞争；谐振腔在一定范围的失调情况下，各阶模式的光束质量可能变好，也有可能变差，随着模式阶数的增加光束质量整体趋势是越来越差；原来简并的模式可能不再简并。该方法可以为计算失调后谐振腔的模场带来方便。
2009, 21.
摘要:
介绍了一种新型的多极式偏转器——8瓣状多极偏转器，它可通过将一旋转对称电极均匀开槽切割为８片而成。通过对圆周上各电极电位分布作傅里叶分析，获得了在其内部产生近乎均匀横向偏转场所需要的电极电位设置规律。由于其结构上的旋转对称性以及Laplace方程解的调和性，当在此8瓣偏转器各电极上同时叠加一聚焦透镜所需电位时，它所产生的场中多极场分量为16极场或者更多极场而不影响近轴区的聚焦效果，因而其能与常用的圆筒形电极相结合而形成复合聚焦-偏转系统。其具有的聚焦偏转特性也通过相关的定性分析得以验证。同时，这样结构上的优化也为变像管的小型化设计提供了可能性。
介绍了一种新型的多极式偏转器——8瓣状多极偏转器，它可通过将一旋转对称电极均匀开槽切割为８片而成。通过对圆周上各电极电位分布作傅里叶分析，获得了在其内部产生近乎均匀横向偏转场所需要的电极电位设置规律。由于其结构上的旋转对称性以及Laplace方程解的调和性，当在此8瓣偏转器各电极上同时叠加一聚焦透镜所需电位时，它所产生的场中多极场分量为16极场或者更多极场而不影响近轴区的聚焦效果，因而其能与常用的圆筒形电极相结合而形成复合聚焦-偏转系统。其具有的聚焦偏转特性也通过相关的定性分析得以验证。同时，这样结构上的优化也为变像管的小型化设计提供了可能性。
2009, 21.
摘要:
设计了一种非对称电极，这种非对称电极的阳极是Chang电极或Ernst电极，阴极是由直线和圆弧构成的简单电极。通过比较和分析非对称电极和对称电极的特点发现,非对称电极系统中简单电极的边缘电场起伏最大。采用有限元方法计算了非对称电极系统中的简单电极取不同的直线长度和弧线半径时，非对称电极系统的电场分布，给出了选择非对称电极系统中的简单电极参数的依据。结果表明：这种非对称电极系统结合了解析电极和简单电极的优点，通过选择非对称电极系统的简单电极参数，它可以在TEA CO2激光器中产生边缘电场起伏小于0.06，且满足电极表面均匀场面积宽度要求的电场。
设计了一种非对称电极，这种非对称电极的阳极是Chang电极或Ernst电极，阴极是由直线和圆弧构成的简单电极。通过比较和分析非对称电极和对称电极的特点发现,非对称电极系统中简单电极的边缘电场起伏最大。采用有限元方法计算了非对称电极系统中的简单电极取不同的直线长度和弧线半径时，非对称电极系统的电场分布，给出了选择非对称电极系统中的简单电极参数的依据。结果表明：这种非对称电极系统结合了解析电极和简单电极的优点，通过选择非对称电极系统的简单电极参数，它可以在TEA CO2激光器中产生边缘电场起伏小于0.06，且满足电极表面均匀场面积宽度要求的电场。
2009, 21.
摘要:
基于稳态热传导方程，对高功率双包层光纤激光器的热效应进行了研究，分析了光纤尺寸、冷却条件、泵浦功率等因素对光纤温度场的影响。对给定参数的光纤，给出了理论功率极限。指出对于目前常用双包层光纤激光器，最大输出功率主要受各外包层材料的熔点和非线性效应限制，从而可以确定功率限制的瓶颈所在，提出有效的改进方案,如减弱或消除线性效应、提高外包层的耐热能及改进制冷方案。
基于稳态热传导方程，对高功率双包层光纤激光器的热效应进行了研究，分析了光纤尺寸、冷却条件、泵浦功率等因素对光纤温度场的影响。对给定参数的光纤，给出了理论功率极限。指出对于目前常用双包层光纤激光器，最大输出功率主要受各外包层材料的熔点和非线性效应限制，从而可以确定功率限制的瓶颈所在，提出有效的改进方案,如减弱或消除线性效应、提高外包层的耐热能及改进制冷方案。
2009, 21.
摘要:
在氢气放电源打靶的实验中，测到了系列能量恒定不变的低能X射线新谱线，这些新谱线的能量分别为(1.70±0.10) keV, (2.25±0.07) keV,(2.56±0.08) keV,(3.25±0.10) keV和（3.62±0.11） keV，与Si,Ta,S,Cl,K和Ca等元素的特征X射线能量相近，但靶中所含的杂质或来自放电室的杂质元素可能会产生这些能量的X射线谱峰，证实新谱线是否由这些元素的特征X射线干扰所致显得尤为重要。分析了本实验系统中各种杂质的可能来源，论证了放电室端杂质对新谱线的影响，及靶材料中体杂质和面杂质对新谱线的影响；用X射线光电子能谱仪对靶做了表面分析。研究结果表明：杂质元素的特征X射线不会对氢气放电源打靶产生的新谱线有影响。这些新谱线的性质有待进一步的实验研究。
在氢气放电源打靶的实验中，测到了系列能量恒定不变的低能X射线新谱线，这些新谱线的能量分别为(1.70±0.10) keV, (2.25±0.07) keV,(2.56±0.08) keV,(3.25±0.10) keV和（3.62±0.11） keV，与Si,Ta,S,Cl,K和Ca等元素的特征X射线能量相近，但靶中所含的杂质或来自放电室的杂质元素可能会产生这些能量的X射线谱峰，证实新谱线是否由这些元素的特征X射线干扰所致显得尤为重要。分析了本实验系统中各种杂质的可能来源，论证了放电室端杂质对新谱线的影响，及靶材料中体杂质和面杂质对新谱线的影响；用X射线光电子能谱仪对靶做了表面分析。研究结果表明：杂质元素的特征X射线不会对氢气放电源打靶产生的新谱线有影响。这些新谱线的性质有待进一步的实验研究。
2009, 21.
摘要:
提出了一种基于显微激光拉曼散射的惯性约束聚变塑料靶丸非放射性燃料气体含量的测量方法，该方法克服了过去不能直接对氘气进行非破坏测量的困难，可以显著提高测量效率与精度，通过标定可以方便应用于打靶零时刻的燃料总量监测。由于入射光与散射光都需要透过微球材料，因此，球壳材料性能特点就会对测量结果产生显著影响，针对微球材料的荧光波长、激光波长和功率以及探测系统光栅性能等因素进行了详细考察与讨论，给出了确切测试结果。
提出了一种基于显微激光拉曼散射的惯性约束聚变塑料靶丸非放射性燃料气体含量的测量方法，该方法克服了过去不能直接对氘气进行非破坏测量的困难，可以显著提高测量效率与精度，通过标定可以方便应用于打靶零时刻的燃料总量监测。由于入射光与散射光都需要透过微球材料，因此，球壳材料性能特点就会对测量结果产生显著影响，针对微球材料的荧光波长、激光波长和功率以及探测系统光栅性能等因素进行了详细考察与讨论，给出了确切测试结果。
2009, 21.
摘要:
针对激光系统对光束匀滑的需求，设计了高斯型连续相位板，并对其远场特性进行了研究。分别计算了相干长度为39,30,10和3 mm的高斯相位板远场光斑分布，结果显示相位板自身相关长度是决定远场能量分布的重要因素，当相干长度大于10 mm时，由于不满足各态历经条件，远场光斑分布能量分散。当相干长度小于10 mm后，由于满足各态历经条件，远场光斑能量将接近理想的高斯分布特性。通过数值计算模拟了相干长度为3 mm的连续相位板对畸变光束进行匀滑处理的过程，演示了束匀滑处理结果。通过比较匀滑前后远场光斑的能量分布，显示了畸变光束通过连续相位板后远场光斑能量分布变化情况,通过相位板后，光斑形状明显接近理想高斯分布情况。
针对激光系统对光束匀滑的需求，设计了高斯型连续相位板，并对其远场特性进行了研究。分别计算了相干长度为39,30,10和3 mm的高斯相位板远场光斑分布，结果显示相位板自身相关长度是决定远场能量分布的重要因素，当相干长度大于10 mm时，由于不满足各态历经条件，远场光斑分布能量分散。当相干长度小于10 mm后，由于满足各态历经条件，远场光斑能量将接近理想的高斯分布特性。通过数值计算模拟了相干长度为3 mm的连续相位板对畸变光束进行匀滑处理的过程，演示了束匀滑处理结果。通过比较匀滑前后远场光斑的能量分布，显示了畸变光束通过连续相位板后远场光斑能量分布变化情况,通过相位板后，光斑形状明显接近理想高斯分布情况。
2009, 21.
摘要:
采取355 nm激光脉冲辐照熔石英样品，利用Nomarski微分干涉差显微镜、原子力显微镜和扫描电子显微镜观测手段对前后表面产生的损伤点进行了观察分析。对前后表面损伤形态做出详细的描述和分类，从理论上对每种损伤类型产生的条件与机理做出推测。实验结果表明：熔石英前表面存在小麻点群损伤和星状裂纹损伤两种损伤形态，横向尺寸分别为0.8～2.5和1.0～5.5 μm；后表面存在小麻点群损伤、壳状剥离损伤和火山口3种损伤形态，损伤横向尺寸分别为0.48～1.33，4～20和12～30 μm。实验证明了1 μm尺度损伤点的产生与再沉积层密切相关。
采取355 nm激光脉冲辐照熔石英样品，利用Nomarski微分干涉差显微镜、原子力显微镜和扫描电子显微镜观测手段对前后表面产生的损伤点进行了观察分析。对前后表面损伤形态做出详细的描述和分类，从理论上对每种损伤类型产生的条件与机理做出推测。实验结果表明：熔石英前表面存在小麻点群损伤和星状裂纹损伤两种损伤形态，横向尺寸分别为0.8～2.5和1.0～5.5 μm；后表面存在小麻点群损伤、壳状剥离损伤和火山口3种损伤形态，损伤横向尺寸分别为0.48～1.33，4～20和12～30 μm。实验证明了1 μm尺度损伤点的产生与再沉积层密切相关。
2009, 21.
摘要:
根据散射光成像原理，采用大小两个视场来获取不同精度的暗背景下的亮疵病图像，设计了完整的数字化表面疵病检测系统。该系统采用多区域自适应阈值分割算法对图像进行分割，然后采用基于等价归并标记方法快速提取疵病的特征参数，最后利用BP神经网络对疵病进行分类。实验结果表明该方法既满足实时性需求，又取得了较好的分类检测效果。
根据散射光成像原理，采用大小两个视场来获取不同精度的暗背景下的亮疵病图像，设计了完整的数字化表面疵病检测系统。该系统采用多区域自适应阈值分割算法对图像进行分割，然后采用基于等价归并标记方法快速提取疵病的特征参数，最后利用BP神经网络对疵病进行分类。实验结果表明该方法既满足实时性需求，又取得了较好的分类检测效果。
2009, 21.
摘要:
在300，700和1 000 ℃温度下,对化学镀Ni-P合金涂层后的磁性ICF玻璃靶丸进行热处理，通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和振动样品磁强计（VSM）对热处理后化学镀ICF玻璃靶丸的结构、形貌和磁性能进行了表征。结果表明：化学镀ICF玻璃靶丸经过热处理后，Ni-P涂层晶化为晶态合金层，涂层的组成颗粒直径和磁性能随着热处理温度的升高而不断增加，可望用于磁悬浮实验研究。
在300，700和1 000 ℃温度下,对化学镀Ni-P合金涂层后的磁性ICF玻璃靶丸进行热处理，通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和振动样品磁强计（VSM）对热处理后化学镀ICF玻璃靶丸的结构、形貌和磁性能进行了表征。结果表明：化学镀ICF玻璃靶丸经过热处理后，Ni-P涂层晶化为晶态合金层，涂层的组成颗粒直径和磁性能随着热处理温度的升高而不断增加，可望用于磁悬浮实验研究。
2009, 21.
摘要:
采用数值计算方法，将微波功率源输出信号的相位差视为等概率分布的随机事件，通过阵列天线平均增益定量计算了多微波源空间功率合成效率;分析了随机相位条件下，天线单元间耦合系数、极化方式和单元增益对合成效率的影响。计算结果表明：多微波源在随机相位条件下进行空间功率合成，阵列天线单元之间的相互耦合将造成合成效率严重下降；而天线类型、极化方式和天线单元增益对合成效率的影响较小。
采用数值计算方法，将微波功率源输出信号的相位差视为等概率分布的随机事件，通过阵列天线平均增益定量计算了多微波源空间功率合成效率;分析了随机相位条件下，天线单元间耦合系数、极化方式和单元增益对合成效率的影响。计算结果表明：多微波源在随机相位条件下进行空间功率合成，阵列天线单元之间的相互耦合将造成合成效率严重下降；而天线类型、极化方式和天线单元增益对合成效率的影响较小。
2009, 21.
摘要:
利用时域有限差分法分别模拟了线源、TM波和偶极子激励下零电磁材料的角度滤波和波形变换特性。仿真结果表明:当电磁波的入射方向垂直于零电磁材料表面时，电磁波可完全穿过零电磁材料；对不同表面形状的零电磁材料，透射波的相位完全由材料输出面决定；在线源或偶极子上覆盖一层输出面为平面的零电磁材料，其辐射可变换成平面波，并且多个线源或偶极子组成的天线阵，单元天线的数目增加至N个时，其辐射场强也提高为N0.5倍。
利用时域有限差分法分别模拟了线源、TM波和偶极子激励下零电磁材料的角度滤波和波形变换特性。仿真结果表明:当电磁波的入射方向垂直于零电磁材料表面时，电磁波可完全穿过零电磁材料；对不同表面形状的零电磁材料，透射波的相位完全由材料输出面决定；在线源或偶极子上覆盖一层输出面为平面的零电磁材料，其辐射可变换成平面波，并且多个线源或偶极子组成的天线阵，单元天线的数目增加至N个时，其辐射场强也提高为N0.5倍。
2009, 21.
摘要:
针对一般建筑物内空间电场强度时域变化特点，采用时域有限差分方法，数值模拟单极性高斯脉冲、双极性微分高斯脉冲以及窄带调制方波脉冲平面波在建筑物内传播、反射及透射过程；并对比分析不同脉冲参数对空间场强最大值及分布的影响。在一定脉冲宽度的微分高斯脉冲激励下，建筑物空间内最大场强变化范围值较高，为3．０~5.5 dB，其空间场强增强分布区域较大，并随脉宽增加而减小，但脉冲的最小重复频率相对要求最高。相应脉宽的高斯脉冲造成空间最大场强及分布区域范围最小，而脉冲的最小重复频率所需最低。当载频为房间谐振频率的窄带脉冲入射下，空间最大场强变化范围值相对最高，空间场强增强区域总体趋势随脉冲载频频率单调增加。
针对一般建筑物内空间电场强度时域变化特点，采用时域有限差分方法，数值模拟单极性高斯脉冲、双极性微分高斯脉冲以及窄带调制方波脉冲平面波在建筑物内传播、反射及透射过程；并对比分析不同脉冲参数对空间场强最大值及分布的影响。在一定脉冲宽度的微分高斯脉冲激励下，建筑物空间内最大场强变化范围值较高，为3．０~5.5 dB，其空间场强增强分布区域较大，并随脉宽增加而减小，但脉冲的最小重复频率相对要求最高。相应脉宽的高斯脉冲造成空间最大场强及分布区域范围最小，而脉冲的最小重复频率所需最低。当载频为房间谐振频率的窄带脉冲入射下，空间最大场强变化范围值相对最高，空间场强增强区域总体趋势随脉冲载频频率单调增加。
2009, 21.
摘要:
国际反质子与离子大科学工程项目中的超导super-FRS磁体包含2个超导线圈，最大磁场为1.6 T，这样大的磁场必然产生很大的电磁力。为了保证磁体运行时的机械稳定性，对项目中的超导super-FRS磁体进行了有限元结构的3维分析。结构分析中采用了ADINA和TOSCA两个有限元软件。ADINA软件主要用于结构中的应力应变计算，而TOSCA软件则主要用于电磁场的磁场强度和电磁力的计算。分析的结果显示super-FRS磁体采用铁芯及线圈盒长边中部加固结构时,其最大形变约0.19 mm,最大有效应力出现在长边中部的很小区域,约为92 MPa。由于线圈盒由316LN不锈钢制成,该结构是合理的。
国际反质子与离子大科学工程项目中的超导super-FRS磁体包含2个超导线圈，最大磁场为1.6 T，这样大的磁场必然产生很大的电磁力。为了保证磁体运行时的机械稳定性，对项目中的超导super-FRS磁体进行了有限元结构的3维分析。结构分析中采用了ADINA和TOSCA两个有限元软件。ADINA软件主要用于结构中的应力应变计算，而TOSCA软件则主要用于电磁场的磁场强度和电磁力的计算。分析的结果显示super-FRS磁体采用铁芯及线圈盒长边中部加固结构时,其最大形变约0.19 mm,最大有效应力出现在长边中部的很小区域,约为92 MPa。由于线圈盒由316LN不锈钢制成,该结构是合理的。
2009, 21.
摘要:
为研究BEPCⅡ直线加速器次谐波聚束系统使用的两台固态放大器（20 kW/142.8 MHz，10 kW/571.2 MHz）的相位特性，利用基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字测量方法对两台固态放大器的脉内相移和相位稳定度进行了测量。测量系统硬件包括频率综合器、FPGA数字信号处理板和PC；软件部分包括FPGA内部算法、通信及PC端界面程序。该测量系统能真实地反映两台固态放大器的相位特性，为次谐波聚束器的相位补偿提供了参考。
为研究BEPCⅡ直线加速器次谐波聚束系统使用的两台固态放大器（20 kW/142.8 MHz，10 kW/571.2 MHz）的相位特性，利用基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字测量方法对两台固态放大器的脉内相移和相位稳定度进行了测量。测量系统硬件包括频率综合器、FPGA数字信号处理板和PC；软件部分包括FPGA内部算法、通信及PC端界面程序。该测量系统能真实地反映两台固态放大器的相位特性，为次谐波聚束器的相位补偿提供了参考。
2009, 21.
摘要:
提出一种新的紧凑型强流电子枪结构。紧凑型自聚束微波电子枪是一个多驻波腔结构，最大特点是腔与腔之间相互没有耦合，每腔可分别独立馈入功率和调节相位。通过选择合适的馈入功率和高频相位搭配，能够得到较优的束流品质。在此基础上采用外注入电子束的结构，能进一步增大流强和降低能散度，同时消除电子反轰对阴极工作的不利影响。利用Superfish和Parmela程序对腔体结构和束流动力学反复进行计算，确定了一组结构和工作参数。模拟结果表明出束微脉冲峰值流强可以到18 A，能散度小于2‰，横向发射度小于6 πmm·mrad。最后给出腔体冷侧结果，与模拟计算结果吻合得较好。
提出一种新的紧凑型强流电子枪结构。紧凑型自聚束微波电子枪是一个多驻波腔结构，最大特点是腔与腔之间相互没有耦合，每腔可分别独立馈入功率和调节相位。通过选择合适的馈入功率和高频相位搭配，能够得到较优的束流品质。在此基础上采用外注入电子束的结构，能进一步增大流强和降低能散度，同时消除电子反轰对阴极工作的不利影响。利用Superfish和Parmela程序对腔体结构和束流动力学反复进行计算，确定了一组结构和工作参数。模拟结果表明出束微脉冲峰值流强可以到18 A，能散度小于2‰，横向发射度小于6 πmm·mrad。最后给出腔体冷侧结果，与模拟计算结果吻合得较好。
2009, 21.
摘要:
合肥光源(HLS)电子储存环的束流水平轨道存在缓慢漂移现象，导致轨道水平漂移的主要原因是同步光热效应导致束流位置检测器(BPM)真空室水平移动。为抑制这种现象而研制的合肥光源BPM真空室位移监测系统，利用光栅位移传感器实时监测全环24个BPM真空室的位移，并将数据反馈至HLS控制系统，由控制系统对BPM的轨道测量值进行实时修正，从而提高了慢速轨道反馈系统有效性。
合肥光源(HLS)电子储存环的束流水平轨道存在缓慢漂移现象，导致轨道水平漂移的主要原因是同步光热效应导致束流位置检测器(BPM)真空室水平移动。为抑制这种现象而研制的合肥光源BPM真空室位移监测系统，利用光栅位移传感器实时监测全环24个BPM真空室的位移，并将数据反馈至HLS控制系统，由控制系统对BPM的轨道测量值进行实时修正，从而提高了慢速轨道反馈系统有效性。
2009, 21.
摘要:
利用分子动力学模拟研究了完美单晶铁以及含不同尺寸孔洞的单晶铁相变过程，分析了孔洞尺寸对相变过程的影响。模拟结果表明：孔洞的存在降低了相变的阈值应力，加速了相变区域成核速率和相变传播速率;随着孔洞直径的增大，相变的阈值应力逐渐降低；孔洞也改变了相变的初始成核区域，使相变区域呈现出一个蝴蝶状的形貌；孔洞反射的稀疏波对相变成核区域的影响随孔洞体积增大而增大，导致孔洞周围出现大量的无序结构原子；孔洞体积对相变的影响也体现在了粒子速度空间分布上，压缩过程中孔洞周围出现的大量“热点”导致了更低的粒子速度空间分布。
利用分子动力学模拟研究了完美单晶铁以及含不同尺寸孔洞的单晶铁相变过程，分析了孔洞尺寸对相变过程的影响。模拟结果表明：孔洞的存在降低了相变的阈值应力，加速了相变区域成核速率和相变传播速率;随着孔洞直径的增大，相变的阈值应力逐渐降低；孔洞也改变了相变的初始成核区域，使相变区域呈现出一个蝴蝶状的形貌；孔洞反射的稀疏波对相变成核区域的影响随孔洞体积增大而增大，导致孔洞周围出现大量的无序结构原子；孔洞体积对相变的影响也体现在了粒子速度空间分布上，压缩过程中孔洞周围出现的大量“热点”导致了更低的粒子速度空间分布。
2009, 21.
摘要:
采用射频感应等离子体球化颗粒形状不规则的钨粉（平均粒度尺寸5～12 μm），研究了加料速率、物料分散方式、钨粉颗粒大小等因素对球化率的影响。当加料速率大于95 g/min时,粉体的球化率随着加料速率的增大急剧减小，加料速率增大到135.75 g/min时，样品钨粉球化率仅为30%。当携带气量为0.12 m3/h 时，分散效果较佳，其球形度相应也较好，球化率几乎达到100%；随着钨粉球化率提高，其松装密度有所增大。通过对不同粒度分布的原粉进行球化处理，得出结论：钨粉原粉粒度分布均匀，则相应制备出的球形钨粉的粒度分布也比较均匀。
采用射频感应等离子体球化颗粒形状不规则的钨粉（平均粒度尺寸5～12 μm），研究了加料速率、物料分散方式、钨粉颗粒大小等因素对球化率的影响。当加料速率大于95 g/min时,粉体的球化率随着加料速率的增大急剧减小，加料速率增大到135.75 g/min时，样品钨粉球化率仅为30%。当携带气量为0.12 m3/h 时，分散效果较佳，其球形度相应也较好，球化率几乎达到100%；随着钨粉球化率提高，其松装密度有所增大。通过对不同粒度分布的原粉进行球化处理，得出结论：钨粉原粉粒度分布均匀，则相应制备出的球形钨粉的粒度分布也比较均匀。
2009, 21.
摘要:
实验测量了自行研制的三明治电极结构化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜探测器在室温下对241Am, 243Am 与244Cm α粒子的能谱响应，得到了其α粒子响应电荷收集效率随偏压的变化关系；获得了不同偏压下其相对平均电荷收集效率及响应谱下降沿10%处的相对电荷收集效率。结果表明：所研制的CVD金刚石薄膜探测器性能稳定，对α粒子响应的电荷收集效率随偏压的增加而趋于饱和，对α粒子平均电荷收集效率达33.5%，谱下降沿10%处的电荷收集效率达57%。
实验测量了自行研制的三明治电极结构化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜探测器在室温下对241Am, 243Am 与244Cm α粒子的能谱响应，得到了其α粒子响应电荷收集效率随偏压的变化关系；获得了不同偏压下其相对平均电荷收集效率及响应谱下降沿10%处的相对电荷收集效率。结果表明：所研制的CVD金刚石薄膜探测器性能稳定，对α粒子响应的电荷收集效率随偏压的增加而趋于饱和，对α粒子平均电荷收集效率达33.5%，谱下降沿10%处的电荷收集效率达57%。
2009, 21.
摘要:
利用时域有限差分方法，在非线性条件下,考虑双光子吸收效应的同时，建立了分析2维光子晶体定向耦合波导光开关的模型。数值计算结果表明，对于长度较短的波导耦合器件，在强控制光和非线性条件下,双光子吸收效应会对波导的耦合作用产生一定的影响，从而改变入射光的透射特性，使光开关控制的动态过程发生变化。故而在设计全光开关器件时，对强控制光条件下的非线性双光子吸收效应有必要作为影响因素考虑进去。
利用时域有限差分方法，在非线性条件下,考虑双光子吸收效应的同时，建立了分析2维光子晶体定向耦合波导光开关的模型。数值计算结果表明，对于长度较短的波导耦合器件，在强控制光和非线性条件下,双光子吸收效应会对波导的耦合作用产生一定的影响，从而改变入射光的透射特性，使光开关控制的动态过程发生变化。故而在设计全光开关器件时，对强控制光条件下的非线性双光子吸收效应有必要作为影响因素考虑进去。
2009, 21.
摘要:
提出了点源嵌入正折射率介质板进行亚波长成像的新方法，分析了位于负折射率媒质里的正折射率介质板内外的电压倏逝波和电压传播波分布。正和负折射率媒质分别由2维未加载传输线和2维加载电感、电容传输线网络组成。微波电路和数值仿真结果都显示由于板内增大的倏逝场，在正折射率介质板的两个界面附近出现了很大的电压幅度，该结果证实了该正折射率介质板透镜能够恢复电压倏逝波，从而提高像的分辨率。
提出了点源嵌入正折射率介质板进行亚波长成像的新方法，分析了位于负折射率媒质里的正折射率介质板内外的电压倏逝波和电压传播波分布。正和负折射率媒质分别由2维未加载传输线和2维加载电感、电容传输线网络组成。微波电路和数值仿真结果都显示由于板内增大的倏逝场，在正折射率介质板的两个界面附近出现了很大的电压幅度，该结果证实了该正折射率介质板透镜能够恢复电压倏逝波，从而提高像的分辨率。
2009, 21.
摘要:
现有的工业计算机断层成像（ICT）图像缺陷识方法中，多采用对单张图像进行孤立评判方法，此类方法未能考虑到单张图像在相邻层图像信息关联性，因而易将孤立的噪音视为缺陷，造成误判。为解决这一问题，提出一种基于序列ICT切片图像自动识别方法，该方法将识别过程分为两步：单张图像的潜在缺陷提取和相邻层图像缺陷的匹配。第一步运用传统方法识别出每张图像中所有潜在缺陷；第二步根据真缺陷在相邻层具有匹配关系而伪缺陷则相对孤立的特点，通过分步匹配的方法确定每张图像上所有潜在缺陷在相邻层图像上的匹配关系，区分出真伪缺陷。最后通过实例验证表明：利用该方法可以有效得提高真缺陷得识别率，降低误判率。
现有的工业计算机断层成像（ICT）图像缺陷识方法中，多采用对单张图像进行孤立评判方法，此类方法未能考虑到单张图像在相邻层图像信息关联性，因而易将孤立的噪音视为缺陷，造成误判。为解决这一问题，提出一种基于序列ICT切片图像自动识别方法，该方法将识别过程分为两步：单张图像的潜在缺陷提取和相邻层图像缺陷的匹配。第一步运用传统方法识别出每张图像中所有潜在缺陷；第二步根据真缺陷在相邻层具有匹配关系而伪缺陷则相对孤立的特点，通过分步匹配的方法确定每张图像上所有潜在缺陷在相邻层图像上的匹配关系，区分出真伪缺陷。最后通过实例验证表明：利用该方法可以有效得提高真缺陷得识别率，降低误判率。
2009, 21.
摘要:
利用1 GHz超高速A/D转换单元和现场可编程逻辑门阵列高速处理单元，实现了一种对快反应随机事件转换得到的快逻辑窄脉冲序列进行在线检测的系统。设计了PeakTDC滞回峰值检测算法以求取脉冲的峰值位置，并以峰值位置标定序列中的脉冲时间，进而形成脉冲序列的时间编码及峰值幅度。用实际生成的脉冲序列对系统进行了验证测试，脉冲检测的时间间隔误差为1 ns，峰值幅度误差为2个量化单位，脉冲对的分辨时间为10 ns。算法理论和实验结果表明，系统可以获得在有限长时间仓轴上的随机脉冲序列的ns级时间数字转换，同时可以获得脉冲的峰值。
利用1 GHz超高速A/D转换单元和现场可编程逻辑门阵列高速处理单元，实现了一种对快反应随机事件转换得到的快逻辑窄脉冲序列进行在线检测的系统。设计了PeakTDC滞回峰值检测算法以求取脉冲的峰值位置，并以峰值位置标定序列中的脉冲时间，进而形成脉冲序列的时间编码及峰值幅度。用实际生成的脉冲序列对系统进行了验证测试，脉冲检测的时间间隔误差为1 ns，峰值幅度误差为2个量化单位，脉冲对的分辨时间为10 ns。算法理论和实验结果表明，系统可以获得在有限长时间仓轴上的随机脉冲序列的ns级时间数字转换，同时可以获得脉冲的峰值。
2009, 21.
摘要:
为了实现高压脉冲形成线小型化，开展了平板固态脉冲形成线研究。实验研究了两种作为储能介质的固态材料的高压体击穿特性、沿面闪络特性和频率响应特性，一种是特种复合材料，其相对介电常数在50～250之间，另一种是功能陶瓷，其相对介电常数在200～1 000之间。在此基础上，研制了两种平板固态脉冲形成线。特种复合介质固态脉冲形成线试验电压为3 kV左右，输出电压脉冲半高全宽（FWHM）可以达到58 ns；功能陶瓷介质固态脉冲形成线的试验充电电压超过120 kV，输出电压脉冲半高全宽为92 ns。
为了实现高压脉冲形成线小型化，开展了平板固态脉冲形成线研究。实验研究了两种作为储能介质的固态材料的高压体击穿特性、沿面闪络特性和频率响应特性，一种是特种复合材料，其相对介电常数在50～250之间，另一种是功能陶瓷，其相对介电常数在200～1 000之间。在此基础上，研制了两种平板固态脉冲形成线。特种复合介质固态脉冲形成线试验电压为3 kV左右，输出电压脉冲半高全宽（FWHM）可以达到58 ns；功能陶瓷介质固态脉冲形成线的试验充电电压超过120 kV，输出电压脉冲半高全宽为92 ns。
2009, 21.
摘要:
基于邻苯二甲酸氢铊(TAP)弯晶和软X射线分幅相机建立了一套4通道的时空分辨弯晶摄谱仪，测谱范围1 500～2 300 eV，时间分辨约2 ns。分析了谱仪各环节的信号传递和转换过程对系统谱响应的影响。利用该谱仪在“强光一号”加速器(约1.5 MA, 80～100 ns)Al丝阵Z箍缩实验中获得了时间分辨及时间积分的Al等离子体K层辐射谱，记录到了类H、类He离子主要共振线及类Li、类He离子双电子复合伴线。将摄谱结果与分能区X射线图像进行了比较。时间分辨的发射谱相对强度与积分结果有明显不同，反映了等离子体在5～10 ns时间尺度上的电子温度和离子布居变化。
基于邻苯二甲酸氢铊(TAP)弯晶和软X射线分幅相机建立了一套4通道的时空分辨弯晶摄谱仪，测谱范围1 500～2 300 eV，时间分辨约2 ns。分析了谱仪各环节的信号传递和转换过程对系统谱响应的影响。利用该谱仪在“强光一号”加速器(约1.5 MA, 80～100 ns)Al丝阵Z箍缩实验中获得了时间分辨及时间积分的Al等离子体K层辐射谱，记录到了类H、类He离子主要共振线及类Li、类He离子双电子复合伴线。将摄谱结果与分能区X射线图像进行了比较。时间分辨的发射谱相对强度与积分结果有明显不同，反映了等离子体在5～10 ns时间尺度上的电子温度和离子布居变化。
2009, 21.
摘要:
介绍了用于阳加速器上Z箍缩内爆实验诊断的Dante谱仪的结构和通道配置，详细讨论了X射线二极管、掠入射平面反射镜和滤片等主要元器件的标定结果，分析了标定结果与理论计算发生偏差的原因，给出了喷气Z箍缩等离子体辐射的测量结果，X光辐射功率30～40 GW，能量约0.8 kJ，并与闪烁体光电管测量结果进行了比较，差异约20%。
介绍了用于阳加速器上Z箍缩内爆实验诊断的Dante谱仪的结构和通道配置，详细讨论了X射线二极管、掠入射平面反射镜和滤片等主要元器件的标定结果，分析了标定结果与理论计算发生偏差的原因，给出了喷气Z箍缩等离子体辐射的测量结果，X光辐射功率30～40 GW，能量约0.8 kJ，并与闪烁体光电管测量结果进行了比较，差异约20%。
