Email alert
RSS2009年 21卷 第10期
推荐文章
2009, 21.
摘要:
提出了一种漫射板反射式大直径激光功率-能量测量方法。该方法利用漫射板良好的朗伯特性，根据双向反射分布函数定义，通过反射信号的测量，准确得到入射在漫射板上激光束的功率-能量。技术实现上，通过实验室标定，将功率-能量标准传递至漫射板-探测器系统，再利用标定好的系统实现外场大直径激光的测量。研究分析表明:运用该测量方法，不确定度可优于10％，能大大提高目前测量水平。
提出了一种漫射板反射式大直径激光功率-能量测量方法。该方法利用漫射板良好的朗伯特性，根据双向反射分布函数定义，通过反射信号的测量，准确得到入射在漫射板上激光束的功率-能量。技术实现上，通过实验室标定，将功率-能量标准传递至漫射板-探测器系统，再利用标定好的系统实现外场大直径激光的测量。研究分析表明:运用该测量方法，不确定度可优于10％，能大大提高目前测量水平。
2009, 21.
摘要:
利用F-P谐振腔实验研究了高功率掺Yb3+光子晶体光纤激光器。使用915 nm和976 nm两种波长的泵浦源进行双端泵浦，在23 m长的双包层光子晶体光纤中获得了552 W的连续单模激光输出。该激光器的斜率效率约为76%，光-光转换效率为56%，光谱中心波长为1 078 nm，光束质量平方因子为1.2。
利用F-P谐振腔实验研究了高功率掺Yb3+光子晶体光纤激光器。使用915 nm和976 nm两种波长的泵浦源进行双端泵浦，在23 m长的双包层光子晶体光纤中获得了552 W的连续单模激光输出。该激光器的斜率效率约为76%，光-光转换效率为56%，光谱中心波长为1 078 nm，光束质量平方因子为1.2。
2009, 21.
摘要:
采用532 nm，10 ns的脉冲激光对面阵CCD进行辐照实验，对每一阶段的实验现象和电路层面的破坏机理进行了深入分析,根据实验现象，把脉冲激光对CCD的硬破坏分为3个阶段：第1阶段在低能量密度激光辐照下，被破坏的CCD局部出现无法恢复的白色盲点，但其它部分仍可正常成像；第2阶段CCD探测器受到激光辐照后，在光斑处的时钟线方向出现白色竖直亮线，亮线处无法正常成像且激光辐照撤去后无法恢复；第3阶段受高能量密度激光辐照后，CCD完全失效，无法恢复成像。针对CCD的饱和及恢复阶段，利用Matlab编码对分辨力靶板的成像数据进行处理，分析了激光辐照CCD对饱和像元数和对比度的影响。结果表明：当CCD受到激光辐照时，饱和像元数迅速增多，图像对比度迅速下降为零，激光脉冲消失后，整个CCD成像亮度下降，饱和像元数迅速下降为零，经过一段时间后CCD又恢复至线性工作状态，激光的能量密度越高，CCD恢复所需的时间就越长。研究还发现：当恢复时间超过0.6 s，CCD出现不可恢复的白色条带，严重影响成像质量。
采用532 nm，10 ns的脉冲激光对面阵CCD进行辐照实验，对每一阶段的实验现象和电路层面的破坏机理进行了深入分析,根据实验现象，把脉冲激光对CCD的硬破坏分为3个阶段：第1阶段在低能量密度激光辐照下，被破坏的CCD局部出现无法恢复的白色盲点，但其它部分仍可正常成像；第2阶段CCD探测器受到激光辐照后，在光斑处的时钟线方向出现白色竖直亮线，亮线处无法正常成像且激光辐照撤去后无法恢复；第3阶段受高能量密度激光辐照后，CCD完全失效，无法恢复成像。针对CCD的饱和及恢复阶段，利用Matlab编码对分辨力靶板的成像数据进行处理，分析了激光辐照CCD对饱和像元数和对比度的影响。结果表明：当CCD受到激光辐照时，饱和像元数迅速增多，图像对比度迅速下降为零，激光脉冲消失后，整个CCD成像亮度下降，饱和像元数迅速下降为零，经过一段时间后CCD又恢复至线性工作状态，激光的能量密度越高，CCD恢复所需的时间就越长。研究还发现：当恢复时间超过0.6 s，CCD出现不可恢复的白色条带，严重影响成像质量。
2009, 21.
摘要:
为获得高功率高光束质量的激光器，对激光器中的热致球差进行了研究。介绍了高功率二极管泵浦Nd:YAG棒激光模块热致球差的测量和补偿方法。使用S-H波前探测器测量了激光模块的三阶球差，设计了补偿系统对激光模块的球差进行了补偿，并对补偿前后的各阶像差进行了分析。在主振功放(MOPA)系统中使用球差补偿系统，工作电流110 A时，光束质量平方因子从9.2提高到6.4。实验结果表明球差补偿系统能消除激光模块的的三阶球差，而且不会引起其它像差的增大，提高了激光器光束质量。
为获得高功率高光束质量的激光器，对激光器中的热致球差进行了研究。介绍了高功率二极管泵浦Nd:YAG棒激光模块热致球差的测量和补偿方法。使用S-H波前探测器测量了激光模块的三阶球差，设计了补偿系统对激光模块的球差进行了补偿，并对补偿前后的各阶像差进行了分析。在主振功放(MOPA)系统中使用球差补偿系统，工作电流110 A时，光束质量平方因子从9.2提高到6.4。实验结果表明球差补偿系统能消除激光模块的的三阶球差，而且不会引起其它像差的增大，提高了激光器光束质量。
2009, 21.
摘要:
为了满足多频红外激光分离同位素的需要，采用平行的双光栅腔结构，在最佳混合气体体积分数、总压强50.7 kPa、电压27 kV条件下，成功得到了TEA CO2激光器常规带多组双频和三频激光输出。输出的双频波（或三频波）具有良好的空间重叠性和时间同步性，输出波长可调谐且调谐范围较大，激光从一光栅旁边近似地沿平行于腔轴的方向输出，可以满足对一些物质双频（或多频）激发或分离同位素的需要。
为了满足多频红外激光分离同位素的需要，采用平行的双光栅腔结构，在最佳混合气体体积分数、总压强50.7 kPa、电压27 kV条件下，成功得到了TEA CO2激光器常规带多组双频和三频激光输出。输出的双频波（或三频波）具有良好的空间重叠性和时间同步性，输出波长可调谐且调谐范围较大，激光从一光栅旁边近似地沿平行于腔轴的方向输出，可以满足对一些物质双频（或多频）激发或分离同位素的需要。
2009, 21.
摘要:
在传统光纤激光器工作原理的基础上，考虑光子晶体光纤(PCF)模场分布特征，给出了连续泵浦情况下单模PCF激光器的速率方程和功率传输方程。利用该方程对掺镱单模PCF激光器的性能进行了数值模拟研究。结果表明：虽然空气占空比大小对PCF激光器的输出功率、泵浦阈值和斜率效率等影响不显著，但对拉曼非线性阈值影响却很大。当泵浦功率小于拉曼非线性阈值时，激光器主要输出信号激光；当超过拉曼阈值且在较宽的范围内，激光器同时输出功率相近的信号激光和拉曼光。基于这种效应，提出一种由泵浦功率控制的双波长光纤激光器的新思路。考虑到PCF非线性系数的可调控特性，采用不同光纤有可能在较宽的功率范围获得双波长激光振荡。
在传统光纤激光器工作原理的基础上，考虑光子晶体光纤(PCF)模场分布特征，给出了连续泵浦情况下单模PCF激光器的速率方程和功率传输方程。利用该方程对掺镱单模PCF激光器的性能进行了数值模拟研究。结果表明：虽然空气占空比大小对PCF激光器的输出功率、泵浦阈值和斜率效率等影响不显著，但对拉曼非线性阈值影响却很大。当泵浦功率小于拉曼非线性阈值时，激光器主要输出信号激光；当超过拉曼阈值且在较宽的范围内，激光器同时输出功率相近的信号激光和拉曼光。基于这种效应，提出一种由泵浦功率控制的双波长光纤激光器的新思路。考虑到PCF非线性系数的可调控特性，采用不同光纤有可能在较宽的功率范围获得双波长激光振荡。
2009, 21.
摘要:
针对基于将X光转换成可见光接收的硬X光光电成像系统，研究了系统面密度分辨能力的理论模型，获得了系统面密度分辨能力的上下限的表达式；建立了对硬X光成像系统对面密度分辨能力的测量方法。利用自制面密度分辨率板，实验测量了由射频X光机、转换屏、光纤锥耦合和CCD相机组成的硬X光光电成像系统在不同照射量下的面密度极限分辨能力的上下限值。实验结果与理论分析模型分析趋势一致，在未饱和条件下面密度分辨力上限随着照射量的增加而不断增加，而面密度分辨力下限随着照射量的增加将减小。
针对基于将X光转换成可见光接收的硬X光光电成像系统，研究了系统面密度分辨能力的理论模型，获得了系统面密度分辨能力的上下限的表达式；建立了对硬X光成像系统对面密度分辨能力的测量方法。利用自制面密度分辨率板，实验测量了由射频X光机、转换屏、光纤锥耦合和CCD相机组成的硬X光光电成像系统在不同照射量下的面密度极限分辨能力的上下限值。实验结果与理论分析模型分析趋势一致，在未饱和条件下面密度分辨力上限随着照射量的增加而不断增加，而面密度分辨力下限随着照射量的增加将减小。
2009, 21.
摘要:
采用慢正电子湮没光谱研究低能质子辐照下ZnO白漆的光学退化。研究结果表明，随质子辐照注量的增加， 多普勒展宽谱的S参数逐渐减小，W参数逐渐增大。质子辐照下S-W参数拟合曲线的斜率发生改变。S参数的减小可以归结为锌空位含量的减少以及准正电子素的形成。准正电子素{单电离氧空位（捕获一个电子）+正电子}的形成，能够降低正电子湮没的速率，导致S参数减小。S参数的减小证实了质子辐照导致ZnO白漆中单电离氧空位数量的增加。S-W参数拟合曲线斜率的变化可以归结于质子辐照下双电离氧空位向单电离氧空位的转变。
采用慢正电子湮没光谱研究低能质子辐照下ZnO白漆的光学退化。研究结果表明，随质子辐照注量的增加， 多普勒展宽谱的S参数逐渐减小，W参数逐渐增大。质子辐照下S-W参数拟合曲线的斜率发生改变。S参数的减小可以归结为锌空位含量的减少以及准正电子素的形成。准正电子素{单电离氧空位（捕获一个电子）+正电子}的形成，能够降低正电子湮没的速率，导致S参数减小。S参数的减小证实了质子辐照导致ZnO白漆中单电离氧空位数量的增加。S-W参数拟合曲线斜率的变化可以归结于质子辐照下双电离氧空位向单电离氧空位的转变。
2009, 21.
摘要:
将Sc2O3替代层引入到532 nm高反膜(HfO2/SiO2)n中，利用Sc2O3在盐酸中具有较好的溶解性这个特点，把膜层与基片脱离，以方便基片返修，缩短返修周期，降低成本。能量色散谱元素测试表明，脱离后Sc元素残留率为0。用Lamada900分光光度计、WykoNT1100轮廓仪和ZYGO干涉仪分别表征了替代层引入对高反膜的光谱、表面粗糙度和应力的影响，并测试了膜系在532 nm的激光损伤阈值的变化，结果表明Sc2O3替代层的引入对高反膜的性能几乎没有负面影响。
将Sc2O3替代层引入到532 nm高反膜(HfO2/SiO2)n中，利用Sc2O3在盐酸中具有较好的溶解性这个特点，把膜层与基片脱离，以方便基片返修，缩短返修周期，降低成本。能量色散谱元素测试表明，脱离后Sc元素残留率为0。用Lamada900分光光度计、WykoNT1100轮廓仪和ZYGO干涉仪分别表征了替代层引入对高反膜的光谱、表面粗糙度和应力的影响，并测试了膜系在532 nm的激光损伤阈值的变化，结果表明Sc2O3替代层的引入对高反膜的性能几乎没有负面影响。
2009, 21.
摘要:
为对微聚焦X射线相衬成像技术应用于双层以及多层塑料靶丸成像和特征分析进行可行性研究，基于类同轴X射线成像技术，综合考虑成像放大倍数、分辨率和衬度等因素，选择合适的实验参数，成功获得了较为清晰的双层塑料靶丸X射线相衬成像照片；采用数字图像处理技术的图像分割手段，如拉普拉斯高斯边缘检测法等对所成像中靶丸边界特征进行分析处理，获得了双层靶丸内层厚度为（10.5±0.6） μm，外层厚度为（9.2±0.7） μm，靶丸外径为（273.3±1.0） μm等参数。
为对微聚焦X射线相衬成像技术应用于双层以及多层塑料靶丸成像和特征分析进行可行性研究，基于类同轴X射线成像技术，综合考虑成像放大倍数、分辨率和衬度等因素，选择合适的实验参数，成功获得了较为清晰的双层塑料靶丸X射线相衬成像照片；采用数字图像处理技术的图像分割手段，如拉普拉斯高斯边缘检测法等对所成像中靶丸边界特征进行分析处理，获得了双层靶丸内层厚度为（10.5±0.6） μm，外层厚度为（9.2±0.7） μm，靶丸外径为（273.3±1.0） μm等参数。
2009, 21.
摘要:
通过分析光学元件的动力学响应，计算靶场每条光路的结构漂移误差,进行了靶场结构总体稳定性评估。神光主机装置单光路靶场结构漂移误差计算结果表明：其靶场结构设计满足稳定性要求，该方法可以应用在ICF装置靶场结构总体稳定性设计中，但所得的漂移误差的裕度应大于一个给定的合理值。
通过分析光学元件的动力学响应，计算靶场每条光路的结构漂移误差,进行了靶场结构总体稳定性评估。神光主机装置单光路靶场结构漂移误差计算结果表明：其靶场结构设计满足稳定性要求，该方法可以应用在ICF装置靶场结构总体稳定性设计中，但所得的漂移误差的裕度应大于一个给定的合理值。
2009, 21.
摘要:
以研究氚衰变β电子对玻璃微球保气性能为目标，利用XPS在线测量技术研究了电子束照射下碱式硼硅酸盐玻璃中K+离子的迁移以及由此引发的空心玻璃微球保气性能的下降。研究表明：在阈值剂量以上，随着玻璃组分中K+含量的增加，由于K+离子迁移导致的阻气特性的下降效应越明显；对于一定组成的玻璃微球，电子照射剂量越大，通道网络的形成越容易，玻璃微球的保气性能下降越迅速。
以研究氚衰变β电子对玻璃微球保气性能为目标，利用XPS在线测量技术研究了电子束照射下碱式硼硅酸盐玻璃中K+离子的迁移以及由此引发的空心玻璃微球保气性能的下降。研究表明：在阈值剂量以上，随着玻璃组分中K+含量的增加，由于K+离子迁移导致的阻气特性的下降效应越明显；对于一定组成的玻璃微球，电子照射剂量越大，通道网络的形成越容易，玻璃微球的保气性能下降越迅速。
2009, 21.
摘要:
采用单点金刚石切削技术，通过合理的刀具设计、夹具设计及工艺过程设计，确定了加工工艺参数，完成了厚度几μm至几十μm的无氧铜多台阶靶的制备。通过触针式轮廓仪,台阶仪,白光干涉仪对表面轮廓及粗糙度进行了测量。结果表明：通过单点金刚石切削技术加工成形的铜多台阶靶，各台阶表面均方根粗糙度小于50 nm，工件表面轮廓平直，台阶垂直度较好。采用阿基米德原理对材料密度进行测量，加工成形后密度为(8.945±0.074) g/cm3,接近材料理论密度。
采用单点金刚石切削技术，通过合理的刀具设计、夹具设计及工艺过程设计，确定了加工工艺参数，完成了厚度几μm至几十μm的无氧铜多台阶靶的制备。通过触针式轮廓仪,台阶仪,白光干涉仪对表面轮廓及粗糙度进行了测量。结果表明：通过单点金刚石切削技术加工成形的铜多台阶靶，各台阶表面均方根粗糙度小于50 nm，工件表面轮廓平直，台阶垂直度较好。采用阿基米德原理对材料密度进行测量，加工成形后密度为(8.945±0.074) g/cm3,接近材料理论密度。
2009, 21.
摘要:
通过丙烯酸、2-甲基丙烯酸、巴豆酸与五氯苯酚的酯化反应实现了3种丙烯酸酯单体的掺杂改性合成，采用核磁共振和质谱测试技术对掺杂丙烯酸酯单体进行了表征。利用掺杂改性后的丙烯酸单体与季戊四醇四丙烯酸酯之间的共聚反应,结合超临界萃取技术,制备出理论密度为50 mg·cm-3、掺杂氯元素质量百分数平均值最高约为15%的掺杂丙烯酸酯聚合物泡沫。通过测定聚合物凝胶速率,初步探讨了掺杂丙烯酸酯单体与多元丙烯酸酯单体的共聚合反应机理。
通过丙烯酸、2-甲基丙烯酸、巴豆酸与五氯苯酚的酯化反应实现了3种丙烯酸酯单体的掺杂改性合成，采用核磁共振和质谱测试技术对掺杂丙烯酸酯单体进行了表征。利用掺杂改性后的丙烯酸单体与季戊四醇四丙烯酸酯之间的共聚反应,结合超临界萃取技术,制备出理论密度为50 mg·cm-3、掺杂氯元素质量百分数平均值最高约为15%的掺杂丙烯酸酯聚合物泡沫。通过测定聚合物凝胶速率,初步探讨了掺杂丙烯酸酯单体与多元丙烯酸酯单体的共聚合反应机理。
2009, 21.
摘要:
在Z箍缩实验中，利用ST1432红光闪烁体、多模石英光纤探头和大电流光电倍增管探测器等研究了丝阵等离子体内爆过程中沿轴向与径向不同方位角的X光辐射功率分布。采用的负载为单层钨丝阵和单层铝丝阵，驱动电流1.5～1.8 MA，上升时间60～90 ns。实验结果表明:Z箍缩等离子体X光辐射强度有轴向和径向分布不均匀性；单层钨丝阵轴向X光辐射强度大于径向辐射强度；单层铝丝阵径向X光辐射强度大于轴向辐射强度。
在Z箍缩实验中，利用ST1432红光闪烁体、多模石英光纤探头和大电流光电倍增管探测器等研究了丝阵等离子体内爆过程中沿轴向与径向不同方位角的X光辐射功率分布。采用的负载为单层钨丝阵和单层铝丝阵，驱动电流1.5～1.8 MA，上升时间60～90 ns。实验结果表明:Z箍缩等离子体X光辐射强度有轴向和径向分布不均匀性；单层钨丝阵轴向X光辐射强度大于径向辐射强度；单层铝丝阵径向X光辐射强度大于轴向辐射强度。
2009, 21.
摘要:
为提高行波管的增益和输出波形的稳定性，开展了带高频切断X波段大功率耦合腔行波管的研究工作。以点频7.2 GHz为例，对X波段耦合腔行波管的大信号注波互作用过程进行了3维粒子模拟，该行波管包含一处高频切断及两处微波集中衰减器。数值模拟结果表明：行波管腔数为40、电子束电压为17 kV、电流为0.8 A时，可获得2.0 kW的微波输出功率，增益达23 dB，电子效率达14.7%。
为提高行波管的增益和输出波形的稳定性，开展了带高频切断X波段大功率耦合腔行波管的研究工作。以点频7.2 GHz为例，对X波段耦合腔行波管的大信号注波互作用过程进行了3维粒子模拟，该行波管包含一处高频切断及两处微波集中衰减器。数值模拟结果表明：行波管腔数为40、电子束电压为17 kV、电流为0.8 A时，可获得2.0 kW的微波输出功率，增益达23 dB，电子效率达14.7%。
2009, 21.
摘要:
建立了基于谐振腔深度角向分区的L波段双频磁绝缘线振荡器的模型，并采用数值研究的方法，开展了双频磁绝缘线振荡器主慢波结构的色散特性分析，同时还研究了封闭结构和开放结构的双频磁绝缘线振荡器的谐振腔，得到其谐振频率、场分布、Q值等信息,从高频特性研究的角度来进一步验证了双频磁绝缘线振荡器产生稳定的双频率高功率微波的可行性。研究表明：双频磁绝缘线振荡器的高频结构可以分区工作，每一个分区对应一个谐振频率。
建立了基于谐振腔深度角向分区的L波段双频磁绝缘线振荡器的模型，并采用数值研究的方法，开展了双频磁绝缘线振荡器主慢波结构的色散特性分析，同时还研究了封闭结构和开放结构的双频磁绝缘线振荡器的谐振腔，得到其谐振频率、场分布、Q值等信息,从高频特性研究的角度来进一步验证了双频磁绝缘线振荡器产生稳定的双频率高功率微波的可行性。研究表明：双频磁绝缘线振荡器的高频结构可以分区工作，每一个分区对应一个谐振频率。
2009, 21.
摘要:
根据沙粒的等效介电常数模型和Rayleigh近似下带电球形粒子的前向散射振幅函数，给出了对数分布模型下的带电沙尘粒子引起微波的衰减计算模型，并进行了分析和仿真计算。结果表明:带电沙粒比不带电沙粒对微波信号衰减的影响明显增大，带电沙粒所带表面电荷越集中，对微波的衰减影响越大；微波衰减随能见度的增大而减小;对于相同含水量，频率小于35 GHz时，沙尘对电磁波衰减的影响较小,频率大于35 GHz时，沙尘对电磁波的衰减影响增大。
根据沙粒的等效介电常数模型和Rayleigh近似下带电球形粒子的前向散射振幅函数，给出了对数分布模型下的带电沙尘粒子引起微波的衰减计算模型，并进行了分析和仿真计算。结果表明:带电沙粒比不带电沙粒对微波信号衰减的影响明显增大，带电沙粒所带表面电荷越集中，对微波的衰减影响越大；微波衰减随能见度的增大而减小;对于相同含水量，频率小于35 GHz时，沙尘对电磁波衰减的影响较小,频率大于35 GHz时，沙尘对电磁波的衰减影响增大。
2009, 21.
摘要:
采用CST微波工作室软件，数值模拟了内外导体轴线偏心对同轴波导TEM模式性能的影响。结果表明：随着倾斜偏心度的逐渐增大，倾斜偏心同轴波导的S21参数和电场的幅值减小，但减小的幅度不是很明显,不会影响同轴波导的正常工作。但是，当偏心度增大到1°时，同轴波导TEM模式的端口电场分布云图与无偏心相比发生了很大的变化，可能导致同轴波导不能正常工作。
采用CST微波工作室软件，数值模拟了内外导体轴线偏心对同轴波导TEM模式性能的影响。结果表明：随着倾斜偏心度的逐渐增大，倾斜偏心同轴波导的S21参数和电场的幅值减小，但减小的幅度不是很明显,不会影响同轴波导的正常工作。但是，当偏心度增大到1°时，同轴波导TEM模式的端口电场分布云图与无偏心相比发生了很大的变化，可能导致同轴波导不能正常工作。
2009, 21.
摘要:
利用分布式负载有界波电磁脉冲模拟器提供的电磁环境，试验研究了电话机在我国推荐的1976 HEMP和IEC61000-2-9推荐的1996 HEMP两种波形环境激励下的效应异同性，以及效应的概率分布，应用频谱分析和电磁范数对效应机制进行了分析。结果表明:对于电话机通话中断效应，1996 HEMP要比1976 HEMP的效应阈值稍低，其效应的概率分布可用正态分布来拟合。
利用分布式负载有界波电磁脉冲模拟器提供的电磁环境，试验研究了电话机在我国推荐的1976 HEMP和IEC61000-2-9推荐的1996 HEMP两种波形环境激励下的效应异同性，以及效应的概率分布，应用频谱分析和电磁范数对效应机制进行了分析。结果表明:对于电话机通话中断效应，1996 HEMP要比1976 HEMP的效应阈值稍低，其效应的概率分布可用正态分布来拟合。
2009, 21.
摘要:
以提高阵列天线的口径效率为目标，对辐射单元及阵列布局进行了优化，设计了中心频率为1.57 GHz的6元单圆环径向线螺旋阵列天线，采用时域有限积分算法软件对阵列天线进行了数值模拟，结果表明：口径为320 mm的该天线在中心频率上可获得14.4 dBi的增益，口径效率达99%，轴向轴比值为1.15，在1.5～1.7 GHz的频带范围内，增益大于13.9 dBi，口径效率大于97%，轴向轴比值小于1.35。
以提高阵列天线的口径效率为目标，对辐射单元及阵列布局进行了优化，设计了中心频率为1.57 GHz的6元单圆环径向线螺旋阵列天线，采用时域有限积分算法软件对阵列天线进行了数值模拟，结果表明：口径为320 mm的该天线在中心频率上可获得14.4 dBi的增益，口径效率达99%，轴向轴比值为1.15，在1.5～1.7 GHz的频带范围内，增益大于13.9 dBi，口径效率大于97%，轴向轴比值小于1.35。
2009, 21.
摘要:
通过对加载异向非辐射介质波导(NRD)和H波导的全波分析,研究了此新型导波结构的传输特性。由于开口谐振环所引起的双各向异性效应,在双负参数条件下,纵剖面磁(LSM)波型和纵剖面电(LSE)波型将可能出现传播常数随频率增高而减小的异常高次模式,从而引起漏波。而在其它情况下,利用双各向异性效应却可以有效减少LSM和LSE波型的高次模漏波现象。尤其当异向介质取得单负参数时,此新型导波结构将能够完全抑制高次模漏波的出现。
通过对加载异向非辐射介质波导(NRD)和H波导的全波分析,研究了此新型导波结构的传输特性。由于开口谐振环所引起的双各向异性效应,在双负参数条件下,纵剖面磁(LSM)波型和纵剖面电(LSE)波型将可能出现传播常数随频率增高而减小的异常高次模式,从而引起漏波。而在其它情况下,利用双各向异性效应却可以有效减少LSM和LSE波型的高次模漏波现象。尤其当异向介质取得单负参数时,此新型导波结构将能够完全抑制高次模漏波的出现。
2009, 21.
摘要:
采用了2种γ脉冲辐射源，在脉冲宽度分别约为20，50，150 ns，剂量率为106～109 Gy(Si)·s-1下,对5种不同类型的电子器件进行了辐照试验并对其辐照响应进行了分析，比较了不同脉冲宽度条件下辐照响应的差异。实验结果表明：脉冲宽度是影响瞬时辐照效应的重要因素，γ脉冲宽度越宽，辐照响应越强，分离器件比集成电路受脉宽的影响更明显。
采用了2种γ脉冲辐射源，在脉冲宽度分别约为20，50，150 ns，剂量率为106～109 Gy(Si)·s-1下,对5种不同类型的电子器件进行了辐照试验并对其辐照响应进行了分析，比较了不同脉冲宽度条件下辐照响应的差异。实验结果表明：脉冲宽度是影响瞬时辐照效应的重要因素，γ脉冲宽度越宽，辐照响应越强，分离器件比集成电路受脉宽的影响更明显。
2009, 21.
摘要:
建立了中子单粒子翻转可视化分析方法，对不同特征尺寸（0.13~1.50 μm）CMOS工艺商用随机静态存储器(SRAM)器件开展了反应堆中子单粒子翻转效应的实验研究，获得了SRAM器件的裂变谱中子单粒子翻转截面随特征尺寸变化的变化趋势。研究结果表明:SRAM器件的特征尺寸越小，其对低能中子导致的单粒子翻转的敏感性越高。
建立了中子单粒子翻转可视化分析方法，对不同特征尺寸（0.13~1.50 μm）CMOS工艺商用随机静态存储器(SRAM)器件开展了反应堆中子单粒子翻转效应的实验研究，获得了SRAM器件的裂变谱中子单粒子翻转截面随特征尺寸变化的变化趋势。研究结果表明:SRAM器件的特征尺寸越小，其对低能中子导致的单粒子翻转的敏感性越高。
2009, 21.
摘要:
应用多组态Dirac-Fock方法，系统计算了锡（Sn）和氙（Xe）离子在13.5 nm波长附近的辐射跃迁波长和跃迁几率。深入分析了(7~13)+Sn和Xe(7~13)+离子跃迁的原子光谱特性，研究了相对论效应和电子关联效应对能级位置和跃迁几率的影响发现,相对论效应和电子关联效应对光谱能量的影响分别为2%和5%。并从光谱特性的角度对比讨论了Sn和Xe作为极端远紫外光源的优劣，发现Sn更有优势。
应用多组态Dirac-Fock方法，系统计算了锡（Sn）和氙（Xe）离子在13.5 nm波长附近的辐射跃迁波长和跃迁几率。深入分析了(7~13)+Sn和Xe(7~13)+离子跃迁的原子光谱特性，研究了相对论效应和电子关联效应对能级位置和跃迁几率的影响发现,相对论效应和电子关联效应对光谱能量的影响分别为2%和5%。并从光谱特性的角度对比讨论了Sn和Xe作为极端远紫外光源的优劣，发现Sn更有优势。
2009, 21.
摘要:
对微通道板的动态特性进行了数值模拟，得到了电子的渡越时间与入射时刻的关系曲线。获得了光电子的倍增次数随入射时刻而变化，并在考虑了入射电子为一高斯电子脉冲的情况下，分析了选通脉冲的幅度、宽度和波形对选通特性的影响。结果表明：随着倍增次数增多，渡越时间越大；当电压幅度不同时，增益曲线的峰值所对应的电子入射时刻也不同。
对微通道板的动态特性进行了数值模拟，得到了电子的渡越时间与入射时刻的关系曲线。获得了光电子的倍增次数随入射时刻而变化，并在考虑了入射电子为一高斯电子脉冲的情况下，分析了选通脉冲的幅度、宽度和波形对选通特性的影响。结果表明：随着倍增次数增多，渡越时间越大；当电压幅度不同时，增益曲线的峰值所对应的电子入射时刻也不同。
2009, 21.
摘要:
为发展新型介质壁加速器技术，研制了微堆层绝缘子并开展了初步的实验研究。利用有限元及粒子模拟方法，理论计算了微堆层绝缘子的沿面电场分布及电子运动轨迹，提出微堆层绝缘子的优化设计方案;采用高温层压的方法，研制出以聚全氟乙丙烯薄膜为介质层、不锈钢膜为金属层的微堆层绝缘子试样，并初步开展了纳秒脉冲下微堆层绝缘子的真空沿面闪络实验。研究结果表明：微堆层绝缘子具有良好的真空沿面闪络性能，其闪络场强可达180 kV/cm。
为发展新型介质壁加速器技术，研制了微堆层绝缘子并开展了初步的实验研究。利用有限元及粒子模拟方法，理论计算了微堆层绝缘子的沿面电场分布及电子运动轨迹，提出微堆层绝缘子的优化设计方案;采用高温层压的方法，研制出以聚全氟乙丙烯薄膜为介质层、不锈钢膜为金属层的微堆层绝缘子试样，并初步开展了纳秒脉冲下微堆层绝缘子的真空沿面闪络实验。研究结果表明：微堆层绝缘子具有良好的真空沿面闪络性能，其闪络场强可达180 kV/cm。
2009, 21.
摘要:
在脉冲高电压幅值测量的不确定度评定中，从测量和标定溯源的角度出发将不确定度来源分为示波器测量不确定度和探头不确定度。以初级实验平台单路样机三板线入口电压的测量为例，按照探头不确定度的来源分别分析了三板线电压测量随机效应产生的不确定度，D-dot探头和电阻分压器标定时的系统效应和随机效应产生的不确定度，示波器和衰减器的校准不确定度，示波器的分辨力不确定度。同时进行了测试和标定系统的频率响应分析，以证明被测信号在测试系统的频率响应范围之内。以相关实验数据为基础计算了各个不确定度分量、合成标准不确定度以及扩展不确定度。按工程测量要求取包含因子为2，可得三板线入口电压测量值为1.89 MV，扩展不确定度为3.9％。
在脉冲高电压幅值测量的不确定度评定中，从测量和标定溯源的角度出发将不确定度来源分为示波器测量不确定度和探头不确定度。以初级实验平台单路样机三板线入口电压的测量为例，按照探头不确定度的来源分别分析了三板线电压测量随机效应产生的不确定度，D-dot探头和电阻分压器标定时的系统效应和随机效应产生的不确定度，示波器和衰减器的校准不确定度，示波器的分辨力不确定度。同时进行了测试和标定系统的频率响应分析，以证明被测信号在测试系统的频率响应范围之内。以相关实验数据为基础计算了各个不确定度分量、合成标准不确定度以及扩展不确定度。按工程测量要求取包含因子为2，可得三板线入口电压测量值为1.89 MV，扩展不确定度为3.9％。
2009, 21.
摘要:
研制了一种自积分型Rogowski线圈，从电路理论和电路仿真角度分析了信号电阻的寄生电感和线圈对地电容对测量信号的影响。采用电阻并联的方法，制作了小电感信号电阻。在定标和大电流测量实验中，小电感信号电阻的使用，消除了测量信号的平顶振荡和波形畸变，验证了理论分析的正确性。经定标，采用小电感信号电阻的Rogowski线圈对方波脉冲前沿的响应为11 ns，灵敏度为4.25 mV·A-1。该线圈性能稳定，已用于测量长脉冲强流电子束加速器二极管的电流，测得的电流波型平顶较好，半高脉宽为180 ns，幅度约为15.36 kA。
研制了一种自积分型Rogowski线圈，从电路理论和电路仿真角度分析了信号电阻的寄生电感和线圈对地电容对测量信号的影响。采用电阻并联的方法，制作了小电感信号电阻。在定标和大电流测量实验中，小电感信号电阻的使用，消除了测量信号的平顶振荡和波形畸变，验证了理论分析的正确性。经定标，采用小电感信号电阻的Rogowski线圈对方波脉冲前沿的响应为11 ns，灵敏度为4.25 mV·A-1。该线圈性能稳定，已用于测量长脉冲强流电子束加速器二极管的电流，测得的电流波型平顶较好，半高脉宽为180 ns，幅度约为15.36 kA。
2009, 21.
摘要:
介绍了短脉冲应用中磁芯的选取，设计了一台两路并联馈电的单模块直线型脉冲变压器驱动源（LTD）装置。在低压情况下测试了装置对不同脉宽信号的响应特性，在此基础上利用一级脉冲形成网络提供的输出阻抗约5 Ω，脉宽约3 μs的近似方波信号对装置进行了高压实验，得到了匹配负载情况下LTD次级上的输出电压波形，和脉冲形成网络的输出波形得到了很好的吻合。建立了相应的LTD电路模型，利用Laplace变换推导了模型对有限上升前沿脉冲的响应，证明了励磁电感偏小是造成实验中LTD装置输出电压幅值明显低于充电电压的主要原因，提出了改进方法并进行了实验验证。
介绍了短脉冲应用中磁芯的选取，设计了一台两路并联馈电的单模块直线型脉冲变压器驱动源（LTD）装置。在低压情况下测试了装置对不同脉宽信号的响应特性，在此基础上利用一级脉冲形成网络提供的输出阻抗约5 Ω，脉宽约3 μs的近似方波信号对装置进行了高压实验，得到了匹配负载情况下LTD次级上的输出电压波形，和脉冲形成网络的输出波形得到了很好的吻合。建立了相应的LTD电路模型，利用Laplace变换推导了模型对有限上升前沿脉冲的响应，证明了励磁电感偏小是造成实验中LTD装置输出电压幅值明显低于充电电压的主要原因，提出了改进方法并进行了实验验证。
2009, 21.
摘要:
采用多分支螺线圈型爆磁压缩发生器数值模拟程序MFCG8-7进行理论模拟及参数优化，设计了EMG-125型螺线圈型发生器，并开展了实验研究。电感负载实验结果表明：EMG-125型发生器可以在25 nH电感负载上输出大于3 MA脉冲电流，负载能量大于100 kJ，电磁能量放大50倍。
采用多分支螺线圈型爆磁压缩发生器数值模拟程序MFCG8-7进行理论模拟及参数优化，设计了EMG-125型螺线圈型发生器，并开展了实验研究。电感负载实验结果表明：EMG-125型发生器可以在25 nH电感负载上输出大于3 MA脉冲电流，负载能量大于100 kJ，电磁能量放大50倍。
2009, 21.
摘要:
功率器件半导体断路开关具有高重复频率工作能力。采用高速绝缘栅双极晶体管组件作为初级充电回路的主开关，建立了一台工作频率为10 kHz的脉冲发生器。脉冲发生器采用磁饱和脉冲变压器、磁开关及高压脉冲电容器组等固态器件进行两级脉冲压缩，产生小于100 ns的电流脉冲,对半导体断路开关进行泵浦，半导体断路开关反向截断泵浦电流在负载上产生高压脉冲输出。实验装置在电阻负载上得到了脉冲输出功率约为8.6 MW，脉冲宽度约10 ns，重复频率10 kHz的高压脉冲输出。
功率器件半导体断路开关具有高重复频率工作能力。采用高速绝缘栅双极晶体管组件作为初级充电回路的主开关，建立了一台工作频率为10 kHz的脉冲发生器。脉冲发生器采用磁饱和脉冲变压器、磁开关及高压脉冲电容器组等固态器件进行两级脉冲压缩，产生小于100 ns的电流脉冲,对半导体断路开关进行泵浦，半导体断路开关反向截断泵浦电流在负载上产生高压脉冲输出。实验装置在电阻负载上得到了脉冲输出功率约为8.6 MW，脉冲宽度约10 ns，重复频率10 kHz的高压脉冲输出。
2009, 21.
摘要:
对脉冲磁体放电过程中的热传导进行理论分析与实验测试，结果表明：对于短脉冲磁体，采用绝热模型与考虑热传导后的模型所得计算结果相近，并且二者均与实验测量得到的结果相符；对于长脉冲磁体，由于热传导时间相对较长，绝热模型计算得到的温升与考虑热传导后模型得到的温升有较大差别。通过理论分析可知：无论是短脉冲磁体还是长脉冲磁体，放电过程中的热传导只对磁体温升分布有较大影响，而对磁场波形则几乎没有影响。
对脉冲磁体放电过程中的热传导进行理论分析与实验测试，结果表明：对于短脉冲磁体，采用绝热模型与考虑热传导后的模型所得计算结果相近，并且二者均与实验测量得到的结果相符；对于长脉冲磁体，由于热传导时间相对较长，绝热模型计算得到的温升与考虑热传导后模型得到的温升有较大差别。通过理论分析可知：无论是短脉冲磁体还是长脉冲磁体，放电过程中的热传导只对磁体温升分布有较大影响，而对磁场波形则几乎没有影响。
2009, 21.
摘要:
详细介绍了上海光源波荡器EPU100积分场多极分量和一、二次积分的垫补及优化计算方法，其中的积分场多极分量采用“Magic Fingers”技术，即：在插入件两端部中平面上下使用一组适当的磁柱组合来抵消积分场误差；一、二次积分采用两端部的8个调补线圈垫补。通过垫补，EPU100在全磁隙，各种极化模式下四极分量小于9×10-3 T，六极分量小于1.6 T/m，八极分量小于30 T/m2，达到了设计指标。
详细介绍了上海光源波荡器EPU100积分场多极分量和一、二次积分的垫补及优化计算方法，其中的积分场多极分量采用“Magic Fingers”技术，即：在插入件两端部中平面上下使用一组适当的磁柱组合来抵消积分场误差；一、二次积分采用两端部的8个调补线圈垫补。通过垫补，EPU100在全磁隙，各种极化模式下四极分量小于9×10-3 T，六极分量小于1.6 T/m，八极分量小于30 T/m2，达到了设计指标。
2009, 21.
摘要:
为了开展基于自由电子激光的紧凑型太赫兹源技术研究，获得高品质（强流、低能散、低发射度）电子束，提出了一个低反轰双路微波馈入多腔热阴极微波电子枪的设计方案。用两路独立微波馈入激励微波电子枪，一路由首腔馈入激励首腔和实现阴极表面建场引出电子，另一路由后续腔馈入并通过腔间耦合激励各腔。两路微波互不耦合，通过移相器实现首腔和第2腔之间的相移连续可调。理论模拟结果表明:在一个射频周期内，热阴极微波电子枪的电子反轰功率约8 kW，平均反轰功率仅为1.2 W（重复频率25 Hz和脉宽6 μs）。
为了开展基于自由电子激光的紧凑型太赫兹源技术研究，获得高品质（强流、低能散、低发射度）电子束，提出了一个低反轰双路微波馈入多腔热阴极微波电子枪的设计方案。用两路独立微波馈入激励微波电子枪，一路由首腔馈入激励首腔和实现阴极表面建场引出电子，另一路由后续腔馈入并通过腔间耦合激励各腔。两路微波互不耦合，通过移相器实现首腔和第2腔之间的相移连续可调。理论模拟结果表明:在一个射频周期内，热阴极微波电子枪的电子反轰功率约8 kW，平均反轰功率仅为1.2 W（重复频率25 Hz和脉宽6 μs）。
2009, 21.
摘要:
根据同步光与储存环中的束流信号具有相同的时间结构的原理，测量同步光脉冲的半高全宽值可以计算出束团的长度。根据合肥光源的特点和实际需要，选择快速光电接收器搭配高速高带宽示波器作为在线测量束团长度和纵向分布等的主要手段。对单束团模式下束团长度随流强和高频腔腔压的变化趋势进行了测量。测量结果表明：束团长度与腔压的0.3次方成反比，比理论值0.5小；而束团长度随流强的增长率为2.0 ps/mA。通过测量纵向量子寿命进行了能散随流强变化的间接测量，结果表明，束团的拉伸是能散变化和势阱效应共同作用的结果。
根据同步光与储存环中的束流信号具有相同的时间结构的原理，测量同步光脉冲的半高全宽值可以计算出束团的长度。根据合肥光源的特点和实际需要，选择快速光电接收器搭配高速高带宽示波器作为在线测量束团长度和纵向分布等的主要手段。对单束团模式下束团长度随流强和高频腔腔压的变化趋势进行了测量。测量结果表明：束团长度与腔压的0.3次方成反比，比理论值0.5小；而束团长度随流强的增长率为2.0 ps/mA。通过测量纵向量子寿命进行了能散随流强变化的间接测量，结果表明，束团的拉伸是能散变化和势阱效应共同作用的结果。
