Email alert
RSS2009年 21卷 第12期
推荐文章
2009, 21.
摘要:
基于电磁束相干和偏振性的统一理论，推导出部分相干部分偏振矢量双曲余弦-高斯光束通过双焦透镜后交叉谱密度的解析式。部分相干部分偏振矢量高斯谢尔模型光束通过双焦透镜的传输和部分相干部分偏振矢量双曲余弦-高斯光束通过常规透镜的传输是2个特例。研究表明：聚焦矢量双曲余弦-高斯光束的光强、偏振度、光谱相干度和焦移与离心参数、相关长度、束腰宽度和透镜焦距等参数有关。
基于电磁束相干和偏振性的统一理论，推导出部分相干部分偏振矢量双曲余弦-高斯光束通过双焦透镜后交叉谱密度的解析式。部分相干部分偏振矢量高斯谢尔模型光束通过双焦透镜的传输和部分相干部分偏振矢量双曲余弦-高斯光束通过常规透镜的传输是2个特例。研究表明：聚焦矢量双曲余弦-高斯光束的光强、偏振度、光谱相干度和焦移与离心参数、相关长度、束腰宽度和透镜焦距等参数有关。
2009, 21.
摘要:
以水为冷却介质，采用Spray公司的TG0.3机械雾化实心圆锥喷嘴，在体积通量为0.044，0.049和0.053 m3/(m2·s)情况下，对刻有不同微结构槽道冷却面的无沸腾区换热性能进行实验研究。结果表明：刻有微结构的表面可明显增强换热效果；壁面刻有高为0.2 mm的微结构槽道且壁面温度为52 ℃时，体积通量为0.044 m3/(m2·s则热流可达260 W/cm2，通量为0.053 m3/(m2·s则散热功率高达376 W/cm2，完全可以满足当前高功率激光器的散热需求。对于光滑面以及槽肋高为0.1和0.2 mm的换热面，其换热能力随着体积通量的增加而增强；换热面高度为0.4 mm时，通量对换热的影响变得较微弱。微结构槽道不仅增加了换热面积，还有利于液膜扩散，减小液膜厚度，增强换热。在三种不同的流量通量下，高度为0.2 mm的微结构槽道换热性能最佳。
以水为冷却介质，采用Spray公司的TG0.3机械雾化实心圆锥喷嘴，在体积通量为0.044，0.049和0.053 m3/(m2·s)情况下，对刻有不同微结构槽道冷却面的无沸腾区换热性能进行实验研究。结果表明：刻有微结构的表面可明显增强换热效果；壁面刻有高为0.2 mm的微结构槽道且壁面温度为52 ℃时，体积通量为0.044 m3/(m2·s则热流可达260 W/cm2，通量为0.053 m3/(m2·s则散热功率高达376 W/cm2，完全可以满足当前高功率激光器的散热需求。对于光滑面以及槽肋高为0.1和0.2 mm的换热面，其换热能力随着体积通量的增加而增强；换热面高度为0.4 mm时，通量对换热的影响变得较微弱。微结构槽道不仅增加了换热面积，还有利于液膜扩散，减小液膜厚度，增强换热。在三种不同的流量通量下，高度为0.2 mm的微结构槽道换热性能最佳。
2009, 21.
摘要:
结合辐射输运方程，在流体力学方程组的能量方程中加入包括空气吸收的激光能量以及高温气体向周围辐射损失的能量源项，转化为辐射流体力学方程组，建立了用于模拟吸气式激光推进中能量沉积过程的物理力学模型和计算方法。该辐射流体力学计算程序可以很好地模拟激光能量沉积过程中空气对激光能量的吸收、等离子体对激光的屏蔽作用以及激光维持的爆轰波的传播规律，计算得到激光能量的沉积效率约为57%，激光维持的爆轰波的传播速度与同等条件下的理论和实验结果吻合得较好。
结合辐射输运方程，在流体力学方程组的能量方程中加入包括空气吸收的激光能量以及高温气体向周围辐射损失的能量源项，转化为辐射流体力学方程组，建立了用于模拟吸气式激光推进中能量沉积过程的物理力学模型和计算方法。该辐射流体力学计算程序可以很好地模拟激光能量沉积过程中空气对激光能量的吸收、等离子体对激光的屏蔽作用以及激光维持的爆轰波的传播规律，计算得到激光能量的沉积效率约为57%，激光维持的爆轰波的传播速度与同等条件下的理论和实验结果吻合得较好。
2009, 21.
摘要:
采用体布拉格光栅作为商用二极管激光阵列外腔，通过将每个单元发出的光反馈回相邻单元实现了外腔锁相。采用这种方法对发光单元宽度为100 μm、周期为200 μm，由49个单元构成的二极管阵列进行了外腔锁相实验，在远场获得了高光束质量、窄带宽的稳定输出。二极管激光阵列自由运转下功率为15 W，经外腔锁相后输出功率为3.67 W，对应光束远场发散角1.47 mrad， 光谱的峰值半宽由1.7 nm压窄到0.17 nm。
采用体布拉格光栅作为商用二极管激光阵列外腔，通过将每个单元发出的光反馈回相邻单元实现了外腔锁相。采用这种方法对发光单元宽度为100 μm、周期为200 μm，由49个单元构成的二极管阵列进行了外腔锁相实验，在远场获得了高光束质量、窄带宽的稳定输出。二极管激光阵列自由运转下功率为15 W，经外腔锁相后输出功率为3.67 W，对应光束远场发散角1.47 mrad， 光谱的峰值半宽由1.7 nm压窄到0.17 nm。
2009, 21.
摘要:
在激光单脉冲能量特性分析基础上，通过光船运动过程中的受力分析，提出了最小单脉冲能量、最小平均推力和最小冲量的设计方法，提出了光船垂直推进的运动方程以及光船速度和位移的计算方法，计算了空气阻力、摩擦阻力、光船质量等主要因素对飞行速度、平均推力等的影响。定量研究结果表明:空气阻力的影响可以忽略不计；摩擦阻力越大，飞行速度越小；光船质量越大，完成飞行任务所需的最小单脉冲能量越大。
在激光单脉冲能量特性分析基础上，通过光船运动过程中的受力分析，提出了最小单脉冲能量、最小平均推力和最小冲量的设计方法，提出了光船垂直推进的运动方程以及光船速度和位移的计算方法，计算了空气阻力、摩擦阻力、光船质量等主要因素对飞行速度、平均推力等的影响。定量研究结果表明:空气阻力的影响可以忽略不计；摩擦阻力越大，飞行速度越小；光船质量越大，完成飞行任务所需的最小单脉冲能量越大。
2009, 21.
摘要:
从非线性薛定谔方程出发，利用分步傅里叶算法对其进行求解，数值模拟了在超短脉冲激光系统中几种光学介质中的B积分传输规律，并对其特性进行了简要分析。数值计算结果表明，初始脉冲的输入光强与光学介质的增益系数的增大会使B积分值增加。脉冲形状对B积分值有一定影响，与飞秒高斯脉冲比较，当输入为ps级的啁啾脉冲时，B积分较小。针对所选计算模型，适当的群速色散与高阶色散可以减小B积分值。这对超短脉冲放大系统的设计有参考意义。
从非线性薛定谔方程出发，利用分步傅里叶算法对其进行求解，数值模拟了在超短脉冲激光系统中几种光学介质中的B积分传输规律，并对其特性进行了简要分析。数值计算结果表明，初始脉冲的输入光强与光学介质的增益系数的增大会使B积分值增加。脉冲形状对B积分值有一定影响，与飞秒高斯脉冲比较，当输入为ps级的啁啾脉冲时，B积分较小。针对所选计算模型，适当的群速色散与高阶色散可以减小B积分值。这对超短脉冲放大系统的设计有参考意义。
2009, 21.
摘要:
针对激光主动成像图像的特点，提出了将小波变换和中值滤波相结合的图像去噪方法。在对小波分解后的水平、垂直和对角3个方向高频细节图像进行处理时，我们采用3种不同形状的模板进行均值滤波，为了保护图像的边缘和细节信息，采用边缘检测法来将高频中的边缘细节与噪声分开。实验结果表明:该方法在降低图像噪声的同时又较好地保留了图像的细节，去噪效果比较理想。
针对激光主动成像图像的特点，提出了将小波变换和中值滤波相结合的图像去噪方法。在对小波分解后的水平、垂直和对角3个方向高频细节图像进行处理时，我们采用3种不同形状的模板进行均值滤波，为了保护图像的边缘和细节信息，采用边缘检测法来将高频中的边缘细节与噪声分开。实验结果表明:该方法在降低图像噪声的同时又较好地保留了图像的细节，去噪效果比较理想。
2009, 21.
摘要:
介绍了一种利用成像激光光斑测量大气湍流廓线的激光雷达原理。通过对分层大气湍流的光束波面变化的测量，获取各分层大气湍流的相干长度，据此利用平面波近似算法反演湍流强度廓线。通过搭建的大气湍流廓线激光雷达实验系统获得了湍流廓线的实验数据，并且与系留飞艇搭载的温度脉动仪在同时段固定高度进行了对比实验，验证了近似递推算法的可行性。最后对实验中出现的误差进行了讨论。
介绍了一种利用成像激光光斑测量大气湍流廓线的激光雷达原理。通过对分层大气湍流的光束波面变化的测量，获取各分层大气湍流的相干长度，据此利用平面波近似算法反演湍流强度廓线。通过搭建的大气湍流廓线激光雷达实验系统获得了湍流廓线的实验数据，并且与系留飞艇搭载的温度脉动仪在同时段固定高度进行了对比实验，验证了近似递推算法的可行性。最后对实验中出现的误差进行了讨论。
2009, 21.
摘要:
将输出光谱包络合理近似为高斯型，以高斯算法为基础，利用计算机软件编写了激光器阵列光谱合成模拟软件，实现了对激光器阵列合成波长、半高宽以及光谱图形的模拟。结果表明：用软件进行光束合成的激光器阵列波长与实际测试的波长基本吻合，但存在一定误差。基于这种情况，对模拟结果和实测结果的误差部分进行分析实验,以验证误差分析的正确性，并将误差重新编写到软件。该模拟软件可以在激光器组装阵列之前对激光器单条进行筛选,找出符合组成阵列波长要求的最佳激光器单条,使得实际生产出的激光器阵列波长与阵列的设计波长基本一致。
将输出光谱包络合理近似为高斯型，以高斯算法为基础，利用计算机软件编写了激光器阵列光谱合成模拟软件，实现了对激光器阵列合成波长、半高宽以及光谱图形的模拟。结果表明：用软件进行光束合成的激光器阵列波长与实际测试的波长基本吻合，但存在一定误差。基于这种情况，对模拟结果和实测结果的误差部分进行分析实验,以验证误差分析的正确性，并将误差重新编写到软件。该模拟软件可以在激光器组装阵列之前对激光器单条进行筛选,找出符合组成阵列波长要求的最佳激光器单条,使得实际生产出的激光器阵列波长与阵列的设计波长基本一致。
2009, 21.
摘要:
以三聚氰胺和甲醛为原料制备MF气凝胶，在凝胶化过程中加入酚类化合物对MF体系进行改性，获得相应的湿凝胶，湿凝胶经超临界干燥，制备出密度为最低可达50 kg·m-3的酚改性MF气凝胶。采用高分辨透射电镜、场发射扫描电镜、红外吸收光谱和热重分析表征了酚改性MF气凝胶的组成、结构以及热性能。结果表明:酚类的引入，MF气凝胶体系由堆积型结构变成链球状多孔纳米结构，同时在较低的温度下（＜300 ℃），体系的热稳定性有所提高。
以三聚氰胺和甲醛为原料制备MF气凝胶，在凝胶化过程中加入酚类化合物对MF体系进行改性，获得相应的湿凝胶，湿凝胶经超临界干燥，制备出密度为最低可达50 kg·m-3的酚改性MF气凝胶。采用高分辨透射电镜、场发射扫描电镜、红外吸收光谱和热重分析表征了酚改性MF气凝胶的组成、结构以及热性能。结果表明:酚类的引入，MF气凝胶体系由堆积型结构变成链球状多孔纳米结构，同时在较低的温度下（＜300 ℃），体系的热稳定性有所提高。
2009, 21.
摘要:
采用激光分子束外延方法，以烧结α-Fe2O3/为靶材，在MgO（100）基底上制备了Fe3O4薄膜。通过反射高能电子衍射原位观察了薄膜生长前后的表面结构，结果表明所生长的Fe3O4薄膜表面平整。经显微激光拉曼光谱和X光电子能谱分析证实所得薄膜表面成分为纯相Fe3O4。磁电学性能采用多功能物性系统测量，结果表明：当温度降至100 K附近时，薄膜电阻率有较大增加，Verwey相转变的范围变宽而且不明显，说明反向晶粒边界的存在；在7 160 kA·m-1的磁场下，室温磁电阻达到-6.9%，在80和150 K温度下磁电阻分别达到-10.5%和-16.1%；薄膜的室温饱和磁化强度约为260 kA·m-1，其矫顽磁场约为202 kA·m-1。
采用激光分子束外延方法，以烧结α-Fe2O3/为靶材，在MgO（100）基底上制备了Fe3O4薄膜。通过反射高能电子衍射原位观察了薄膜生长前后的表面结构，结果表明所生长的Fe3O4薄膜表面平整。经显微激光拉曼光谱和X光电子能谱分析证实所得薄膜表面成分为纯相Fe3O4。磁电学性能采用多功能物性系统测量，结果表明：当温度降至100 K附近时，薄膜电阻率有较大增加，Verwey相转变的范围变宽而且不明显，说明反向晶粒边界的存在；在7 160 kA·m-1的磁场下，室温磁电阻达到-6.9%，在80和150 K温度下磁电阻分别达到-10.5%和-16.1%；薄膜的室温饱和磁化强度约为260 kA·m-1，其矫顽磁场约为202 kA·m-1。
2009, 21.
摘要:
利用分步快速傅里叶变换和四阶龙格-库塔法，对具有一定温升分布的倍频晶体的二次谐波转换过程进行了研究。综合考虑了谐波转换过程中的离散、衍射、二阶、三阶非线性等效应，着重讨论了倍频晶体吸收光能后，晶体内温升分布对晶体内o光和e光的折射率分布的影响，定量分析了温度分布引起的相位失配量、输出光场分布、二次谐波转换效率随倍频晶体温度分布变化的规律。结果表明:在高功率倍频系统中，倍频晶体温升分布引起基频光、倍频光的相位失配，相位失配导致输出光场光强分布的变化以及谐波转换效率的降低。
利用分步快速傅里叶变换和四阶龙格-库塔法，对具有一定温升分布的倍频晶体的二次谐波转换过程进行了研究。综合考虑了谐波转换过程中的离散、衍射、二阶、三阶非线性等效应，着重讨论了倍频晶体吸收光能后，晶体内温升分布对晶体内o光和e光的折射率分布的影响，定量分析了温度分布引起的相位失配量、输出光场分布、二次谐波转换效率随倍频晶体温度分布变化的规律。结果表明:在高功率倍频系统中，倍频晶体温升分布引起基频光、倍频光的相位失配，相位失配导致输出光场光强分布的变化以及谐波转换效率的降低。
2009, 21.
摘要:
聚苯乙烯（PS），聚乙烯（PE）及其的氘代物是Z箍缩驱动惯性约束聚变（ICF）实验中的重要固体燃料容器材料，针对物理实验对其形状的特殊要求，利用高压毛细管流变仪及HAUL-OFF熔体拉伸测试单元进行熔融纺丝，制备出直径为30～100 μm的聚合物丝样品。通过对PS，PE以及氘代聚苯乙烯（DPS）丝的力学弛豫性质研究发现：在相同的恒定应力下，实验用PS丝的蠕变量明显小于PE丝，PS丝表现出更好的尺寸稳定性；当定伸长为1％时，PS丝的松弛率明显小于PE丝；DPS丝的蠕变及应力松弛行为与PS丝具有相同的变化趋势。
聚苯乙烯（PS），聚乙烯（PE）及其的氘代物是Z箍缩驱动惯性约束聚变（ICF）实验中的重要固体燃料容器材料，针对物理实验对其形状的特殊要求，利用高压毛细管流变仪及HAUL-OFF熔体拉伸测试单元进行熔融纺丝，制备出直径为30～100 μm的聚合物丝样品。通过对PS，PE以及氘代聚苯乙烯（DPS）丝的力学弛豫性质研究发现：在相同的恒定应力下，实验用PS丝的蠕变量明显小于PE丝，PS丝表现出更好的尺寸稳定性；当定伸长为1％时，PS丝的松弛率明显小于PE丝；DPS丝的蠕变及应力松弛行为与PS丝具有相同的变化趋势。
2009, 21.
摘要:
建立了光学元件在真空环境下的激光损伤测量系统,采用电子束蒸发和离子辅助技术制备了Hf2/SiO2高反射薄膜。对不同工艺制备的薄膜在真空与大气环境下的1 064 nm波长的激光损伤阈值进行了测量，对薄膜的损伤形貌进行了观测。对薄膜的损伤特性研究分析结果表明：薄膜在真空环境中的损伤阈值相对大气环境中有明显下降，其1∶1测试和R1测试损伤阈值下降约30%;两种环境中的薄膜损伤特性也不同,真空环境中损伤阈值的下降可能与热传导的不同有关。
建立了光学元件在真空环境下的激光损伤测量系统,采用电子束蒸发和离子辅助技术制备了Hf2/SiO2高反射薄膜。对不同工艺制备的薄膜在真空与大气环境下的1 064 nm波长的激光损伤阈值进行了测量，对薄膜的损伤形貌进行了观测。对薄膜的损伤特性研究分析结果表明：薄膜在真空环境中的损伤阈值相对大气环境中有明显下降，其1∶1测试和R1测试损伤阈值下降约30%;两种环境中的薄膜损伤特性也不同,真空环境中损伤阈值的下降可能与热传导的不同有关。
2009, 21.
摘要:
提出了一种用于辐射高功率微波的各向异性磁化等离子体通道天线（AMPCA），阐述了该天线的具体实现方法，给出了其工作原理，建立了AMPCA的电磁模型。推导了广义柱坐标系下各向异性磁化等离子体中纵向场满足的波动方程，并给出了纵向场与横向场的关系，利用边界条件导出了AMPCA传播模式的特征方程，并在极限条件下，将结果与已有文献进行对比，验证了所推导结果的正确性和有效性。数值计算了AMPCA传播模式的色散曲线。
提出了一种用于辐射高功率微波的各向异性磁化等离子体通道天线（AMPCA），阐述了该天线的具体实现方法，给出了其工作原理，建立了AMPCA的电磁模型。推导了广义柱坐标系下各向异性磁化等离子体中纵向场满足的波动方程，并给出了纵向场与横向场的关系，利用边界条件导出了AMPCA传播模式的特征方程，并在极限条件下，将结果与已有文献进行对比，验证了所推导结果的正确性和有效性。数值计算了AMPCA传播模式的色散曲线。
2009, 21.
摘要:
利用傅里叶级数展开，给出了一种求解梯形慢波结构表达式的方法。通过数值模拟，研究了级数展开次数对求解精度的影响。当级数为10阶时，线型拟合而成的结构与原结构吻合较好。利用此表达式数值求解了色散方程，得到两个最低阶模quasi-TEM模和A 模。分析了为实现电子束与quasi-TEM模的-1次空间谐波相互作用慢波结构参数所需满足的条件，并指出利用此条件下纵向电场具有表面波的特点可实现横向模式选择。采用S参数理论研究有限长慢波结构的纵向谐振特性，提出在同轴慢波器件中加入同轴引出结构可减少所需慢波结构周期数，这不但使器件结构更为紧凑，还可避免纵模竞争从而提高器件效率、稳定产生微波频率。在此基础上设计了一种L波段同轴相对论返波振荡器，采用KARAT 2.5维全电磁粒子模拟程序研究了器件内束-波作用的物理过程。模拟结果表明，该器件具有径向尺寸小、束-波作用效率高的特点。在电子束能量700 keV、电子束流11.5 kA的条件下，器件在频率1.6 GHz处获得较高的微波输出，饱和后微波的平均功率达2.60 GW，平均效率约为32.3%。
利用傅里叶级数展开，给出了一种求解梯形慢波结构表达式的方法。通过数值模拟，研究了级数展开次数对求解精度的影响。当级数为10阶时，线型拟合而成的结构与原结构吻合较好。利用此表达式数值求解了色散方程，得到两个最低阶模quasi-TEM模和A 模。分析了为实现电子束与quasi-TEM模的-1次空间谐波相互作用慢波结构参数所需满足的条件，并指出利用此条件下纵向电场具有表面波的特点可实现横向模式选择。采用S参数理论研究有限长慢波结构的纵向谐振特性，提出在同轴慢波器件中加入同轴引出结构可减少所需慢波结构周期数，这不但使器件结构更为紧凑，还可避免纵模竞争从而提高器件效率、稳定产生微波频率。在此基础上设计了一种L波段同轴相对论返波振荡器，采用KARAT 2.5维全电磁粒子模拟程序研究了器件内束-波作用的物理过程。模拟结果表明，该器件具有径向尺寸小、束-波作用效率高的特点。在电子束能量700 keV、电子束流11.5 kA的条件下，器件在频率1.6 GHz处获得较高的微波输出，饱和后微波的平均功率达2.60 GW，平均效率约为32.3%。
2009, 21.
摘要:
研究了用于宽带高功率微波辐射的双层贴片微带天线输入阻抗带宽和辐射特性，提出一种适合于高功率微波辐射的圆锥传输线馈电结构以减小传统馈电探针的引线感抗，使天线的功率容量提高到百MW级，同时作为同轴线到径向传输线的过渡变换，使反射系数降低近50%。通过数值计算分析了不同的介质基底厚度组合和贴片尺寸对天线带宽的影响，优化参数后的天线带宽达到了34.9%(电压驻波比小于3)，带内平均增益高于6.5 dB，最大增益8.3 dB，主辐射方向上的远场辐射因子与馈入宽带脉冲幅度比值大于1.3。分析了天线的功率容量，模拟计算表明该天线可用于辐射幅值300 kV的宽带高功率微波。
研究了用于宽带高功率微波辐射的双层贴片微带天线输入阻抗带宽和辐射特性，提出一种适合于高功率微波辐射的圆锥传输线馈电结构以减小传统馈电探针的引线感抗，使天线的功率容量提高到百MW级，同时作为同轴线到径向传输线的过渡变换，使反射系数降低近50%。通过数值计算分析了不同的介质基底厚度组合和贴片尺寸对天线带宽的影响，优化参数后的天线带宽达到了34.9%(电压驻波比小于3)，带内平均增益高于6.5 dB，最大增益8.3 dB，主辐射方向上的远场辐射因子与馈入宽带脉冲幅度比值大于1.3。分析了天线的功率容量，模拟计算表明该天线可用于辐射幅值300 kV的宽带高功率微波。
2009, 21.
摘要:
为了获得具有特殊要求的驱动激光，设计了一套以Nd:YVO4锁模激光器为种子光，用二极管激光器泵浦的Nd:YAG放大系统进行放大的激光系统。对放大过程中锁模激光脉冲串因增益饱和造成的脉冲串包络畸变以及对包络的整形控制进行了研究。实验获得能量为24 mJ的基频光，5.7 mJ的倍频光，0.608 mJ的紫外四倍频光；通过脉冲串整形控制，实现了包络顶部平整的紫外超短脉冲串输出，满足了光阴极注入器对驱动激光的特殊需求。
为了获得具有特殊要求的驱动激光，设计了一套以Nd:YVO4锁模激光器为种子光，用二极管激光器泵浦的Nd:YAG放大系统进行放大的激光系统。对放大过程中锁模激光脉冲串因增益饱和造成的脉冲串包络畸变以及对包络的整形控制进行了研究。实验获得能量为24 mJ的基频光，5.7 mJ的倍频光，0.608 mJ的紫外四倍频光；通过脉冲串整形控制，实现了包络顶部平整的紫外超短脉冲串输出，满足了光阴极注入器对驱动激光的特殊需求。
2009, 21.
摘要:
根据渡越时间效应3维理论研究，设计了一种工作于6.1 GHz的新型径向边加载渡越时间振荡器。为增强电子束在谐振腔中的横向摆动，部分加大了高频结构中金属圆筒端部的宽度，以增大横向电场的的分布区域。3维理论分析表明,该器件的效率可以超过50%。粒子模拟研究表明,该器件在170 kV，18 kA的电子束激励下，平均输出功率达到1.6 GW，束波互作用效率为52.3%。
根据渡越时间效应3维理论研究，设计了一种工作于6.1 GHz的新型径向边加载渡越时间振荡器。为增强电子束在谐振腔中的横向摆动，部分加大了高频结构中金属圆筒端部的宽度，以增大横向电场的的分布区域。3维理论分析表明,该器件的效率可以超过50%。粒子模拟研究表明,该器件在170 kV，18 kA的电子束激励下，平均输出功率达到1.6 GW，束波互作用效率为52.3%。
2009, 21.
摘要:
利用时域有限差分法对微波脉冲与带矩形孔缝的矩形和圆柱形腔体两种系统的线性耦合过程进行了研究。首先用数值方法分析了耦合过程中的场增强现象、脉宽展开现象和腔体调制现象，并发现了耦合过程中微波脉冲存在频谱分离现象。当微波脉冲的电场与孔缝窄边平行时，借助耦合函数对两个系统内部耦合场的分布特性进行了研究，结果表明在与孔缝窄边垂直的平面内，越靠近腔体壁，耦合场越弱。此外，两种腔体内部的耦合场在腔体截面内均呈现准周期振荡分布，矩形腔体内部耦合场振荡的幅值较均匀，而圆柱形腔体内部耦合场幅值在其截面中心附近区域最大；除了孔缝附近区域外，圆柱腔体轴线两端的耦合场远大于矩形腔体相应的耦合场。最后，研究了孔缝耦合共振频率与孔缝尺寸的关系，结果表明系统耦合共振频率不只与孔缝尺寸有关，而是由孔缝尺寸和腔体形状及其对微波脉冲的反射特性共同决定。
利用时域有限差分法对微波脉冲与带矩形孔缝的矩形和圆柱形腔体两种系统的线性耦合过程进行了研究。首先用数值方法分析了耦合过程中的场增强现象、脉宽展开现象和腔体调制现象，并发现了耦合过程中微波脉冲存在频谱分离现象。当微波脉冲的电场与孔缝窄边平行时，借助耦合函数对两个系统内部耦合场的分布特性进行了研究，结果表明在与孔缝窄边垂直的平面内，越靠近腔体壁，耦合场越弱。此外，两种腔体内部的耦合场在腔体截面内均呈现准周期振荡分布，矩形腔体内部耦合场振荡的幅值较均匀，而圆柱形腔体内部耦合场幅值在其截面中心附近区域最大；除了孔缝附近区域外，圆柱腔体轴线两端的耦合场远大于矩形腔体相应的耦合场。最后，研究了孔缝耦合共振频率与孔缝尺寸的关系，结果表明系统耦合共振频率不只与孔缝尺寸有关，而是由孔缝尺寸和腔体形状及其对微波脉冲的反射特性共同决定。
2009, 21.
摘要:
利用体积加权宏粒子模型,考虑了阴极形状的爆炸电子发射模型、散度校正完全匹配层边界等新型和改进型电磁粒子模拟算法模型，提高了粒子模拟算法的计算精度，并有效降低数值噪声。在此基础上开发出2.5维全电磁通用粒子模拟软件——尤普，可在x-y，z-r和r-φ3种坐标系下应用于高功率微波器件的2.5维数值模拟研究和结构设计。对相对论磁控管、磁绝缘线振荡器和虚阴极振荡器等高功率微波器件的模拟结果表明：尤普软件得到了正确的物理图像和物理规律。
利用体积加权宏粒子模型,考虑了阴极形状的爆炸电子发射模型、散度校正完全匹配层边界等新型和改进型电磁粒子模拟算法模型，提高了粒子模拟算法的计算精度，并有效降低数值噪声。在此基础上开发出2.5维全电磁通用粒子模拟软件——尤普，可在x-y，z-r和r-φ3种坐标系下应用于高功率微波器件的2.5维数值模拟研究和结构设计。对相对论磁控管、磁绝缘线振荡器和虚阴极振荡器等高功率微波器件的模拟结果表明：尤普软件得到了正确的物理图像和物理规律。
2009, 21.
摘要:
研究了行波管中均匀聚焦磁场和周期永磁聚焦磁场对轨迹波动的影响。推导了这两种磁场下轨迹波动周期和幅值，讨论了磁场强度对轨迹的影响。解释了聚焦磁场存在小的波动的原因，并且通过计算得出小波动的周期为磁场周期的1/2，揭示了在周期永磁聚焦磁场下，电子轨迹近似等效于周期为周期永磁聚焦磁场1/2的小波动和均匀磁场形成的波动轨迹的叠加。利用电子科技大学编写的微波管模拟套装中的3维注-波互作用模块进行了静态轨迹计算，验证了理论推导。
研究了行波管中均匀聚焦磁场和周期永磁聚焦磁场对轨迹波动的影响。推导了这两种磁场下轨迹波动周期和幅值，讨论了磁场强度对轨迹的影响。解释了聚焦磁场存在小的波动的原因，并且通过计算得出小波动的周期为磁场周期的1/2，揭示了在周期永磁聚焦磁场下，电子轨迹近似等效于周期为周期永磁聚焦磁场1/2的小波动和均匀磁场形成的波动轨迹的叠加。利用电子科技大学编写的微波管模拟套装中的3维注-波互作用模块进行了静态轨迹计算，验证了理论推导。
2009, 21.
摘要:
关节测量臂以便携、高精度的小尺寸测量性能在上海光源的元件标定过程中得到了广泛应用。介绍了上海光源元件标定的方案设计，操作工艺以及质量保证措施等，着重探讨了关节测量臂的合理使用。在仪器使用过程中，利用软件的学习功能有效地提高了工作效率；通过将温度变化控制在2 ℃范围内，并利用标准尺及不同仪器的标定结果相互比较来控制、监测系统误差等，从而保证高精度的测量结果。
关节测量臂以便携、高精度的小尺寸测量性能在上海光源的元件标定过程中得到了广泛应用。介绍了上海光源元件标定的方案设计，操作工艺以及质量保证措施等，着重探讨了关节测量臂的合理使用。在仪器使用过程中，利用软件的学习功能有效地提高了工作效率；通过将温度变化控制在2 ℃范围内，并利用标准尺及不同仪器的标定结果相互比较来控制、监测系统误差等，从而保证高精度的测量结果。
2009, 21.
摘要:
绝缘栅型双极晶体管(IGBT)采用串联和并联方法构成大功率开关组件能够有效提高工作电压和电流，是实现开关重频高功率应用的主要技术途径，同时也存在着动、静态的匀压、匀流问题。从电路层面详细分析了IGBT串并联运行时导致电压、电流不均衡的主要原因及其表现，研究了动静态不均衡的发展过程及其影响因素，针对性地提出了电阻/电容/二极管（RCD）缓冲网络及电流平衡变压器等匀压、匀流措施，解析推导出了IGBT串、并联模块的设计判据，建立了相应的等效电路模型，对所提出的解决方案进行了仿真验证。仿真模拟结果表明，所提出的方法是可行可靠的。
绝缘栅型双极晶体管(IGBT)采用串联和并联方法构成大功率开关组件能够有效提高工作电压和电流，是实现开关重频高功率应用的主要技术途径，同时也存在着动、静态的匀压、匀流问题。从电路层面详细分析了IGBT串并联运行时导致电压、电流不均衡的主要原因及其表现，研究了动静态不均衡的发展过程及其影响因素，针对性地提出了电阻/电容/二极管（RCD）缓冲网络及电流平衡变压器等匀压、匀流措施，解析推导出了IGBT串、并联模块的设计判据，建立了相应的等效电路模型，对所提出的解决方案进行了仿真验证。仿真模拟结果表明，所提出的方法是可行可靠的。
2009, 21.
摘要:
采用电流注入法对某型直流固态继电器输入端与输出端的电磁脉冲损伤机制及失效模式进行了实验研究，结果表明：输入端注入电磁脉冲信号时，输出端会产生误动作，并可造成输入电路中三极管BE节产生短路损伤，导致输入端施加控制信号时输出端无法导通；输出端注入电磁脉冲信号时，可造成输出电路中MOSFET管的栅极和漏极产生短路损伤，导致输出端短路。
采用电流注入法对某型直流固态继电器输入端与输出端的电磁脉冲损伤机制及失效模式进行了实验研究，结果表明：输入端注入电磁脉冲信号时，输出端会产生误动作，并可造成输入电路中三极管BE节产生短路损伤，导致输入端施加控制信号时输出端无法导通；输出端注入电磁脉冲信号时，可造成输出电路中MOSFET管的栅极和漏极产生短路损伤，导致输出端短路。
2009, 21.
摘要:
介绍了兰州重离子加速器冷却存储环（HIRFLCSR）为重离子治癌而改造的控制系统中的数据交互系统，数据交互系统是CSR虚拟加速器的核心。该系统能实现对256个能量级的束流控制，为以后深层重离子治癌做好准备。系统主要采用Java，COM，Oracle，ARM，DSP，FPGA等技术实现了对磁铁电源的实时、同步控制，已达到对束流的控制及束流在不同能量级间的切换控制。该系统已经运行于冷却存储环主环（CSRm）的束流慢引出调试中，性能稳定，能满足物理人员的要求。
介绍了兰州重离子加速器冷却存储环（HIRFLCSR）为重离子治癌而改造的控制系统中的数据交互系统，数据交互系统是CSR虚拟加速器的核心。该系统能实现对256个能量级的束流控制，为以后深层重离子治癌做好准备。系统主要采用Java，COM，Oracle，ARM，DSP，FPGA等技术实现了对磁铁电源的实时、同步控制，已达到对束流的控制及束流在不同能量级间的切换控制。该系统已经运行于冷却存储环主环（CSRm）的束流慢引出调试中，性能稳定，能满足物理人员的要求。
2009, 21.
摘要:
介绍了一种新型辐照加速器——花瓣形加速器NB100（10 MeV/100 kW）。用电磁场3维仿真软件模拟计算了此种加速器加速腔的高频特性参数，研究了腔体特性参数与几何尺寸的关系，在考虑电子束渡越时间情况下，优化出了一组频率为100 MHz时的加速腔结构其尺寸为：腔体高度1 547 mm，外筒内半径980 mm，内筒外半径240 mm，内筒倒圆角半径210 mm，外筒倒圆角半径110 mm。计算结果表明：该种新加速腔具有较高的有效分路阻抗和品质因数。
介绍了一种新型辐照加速器——花瓣形加速器NB100（10 MeV/100 kW）。用电磁场3维仿真软件模拟计算了此种加速器加速腔的高频特性参数，研究了腔体特性参数与几何尺寸的关系，在考虑电子束渡越时间情况下，优化出了一组频率为100 MHz时的加速腔结构其尺寸为：腔体高度1 547 mm，外筒内半径980 mm，内筒外半径240 mm，内筒倒圆角半径210 mm，外筒倒圆角半径110 mm。计算结果表明：该种新加速腔具有较高的有效分路阻抗和品质因数。
2009, 21.
摘要:
为了测量和校正线性光学参数，在上海光源储存环调束过程当中使用了基于响应矩阵的线性光学参数分析(LOCO)的方法。介绍了应用LOCO进行计算和校正的过程，包括：数值模拟得到束流位置探测器的测量精度对拟合结果的影响，调整四极铁电源电流强度来校正工作点和beta函数周期性的恢复。测量结果表明，在四极铁强度调整幅度在1.5%以内的情况下，储存环的束流光学参数成功地恢复到和设计值相当接近的状态,beta函数和色散函数畸变小于1%。通过束流光学参数的校正，使得在今后的工作当中可以轻松地控制储存环的工作模式。
为了测量和校正线性光学参数，在上海光源储存环调束过程当中使用了基于响应矩阵的线性光学参数分析(LOCO)的方法。介绍了应用LOCO进行计算和校正的过程，包括：数值模拟得到束流位置探测器的测量精度对拟合结果的影响，调整四极铁电源电流强度来校正工作点和beta函数周期性的恢复。测量结果表明，在四极铁强度调整幅度在1.5%以内的情况下，储存环的束流光学参数成功地恢复到和设计值相当接近的状态,beta函数和色散函数畸变小于1%。通过束流光学参数的校正，使得在今后的工作当中可以轻松地控制储存环的工作模式。
2009, 21.
摘要:
针对252Cf裂变中子源所构造的核信息系统，在阐述随机核信号功率谱密度的算法原理基础上，借助于Matlab分析工具，采用分块平均法，对系统3个测量通道的随机核信号，先做相关计算，再对总的相关函数进行傅里叶变换，求得总功率谱，最后做平均得到所需的功率谱密度，得到了核信息系统的频谱图，并获得了相关函数多重性、相干性和功率谱密度比等重要参数。
针对252Cf裂变中子源所构造的核信息系统，在阐述随机核信号功率谱密度的算法原理基础上，借助于Matlab分析工具，采用分块平均法，对系统3个测量通道的随机核信号，先做相关计算，再对总的相关函数进行傅里叶变换，求得总功率谱，最后做平均得到所需的功率谱密度，得到了核信息系统的频谱图，并获得了相关函数多重性、相干性和功率谱密度比等重要参数。
2009, 21.
摘要:
针对闪光照相图像信噪比低的特点，提出了一种基于广义变分正则化的图像重建算法，该方法采用p-范数取代目前广泛采用的全变分范数作为正则项，构造了用于图像重建的展平泛函，将图像重建问题转化为目标泛函最优化问题，采用固定点迭代法求解图像重建的最优解。数值计算结果表明，该算法在重建过程中能够有效抑制图像噪声，并加大对图像边缘的保持能力，从而提高了图像重建质量，是一种有效且性能优良的闪光照相图像重建算法。
针对闪光照相图像信噪比低的特点，提出了一种基于广义变分正则化的图像重建算法，该方法采用p-范数取代目前广泛采用的全变分范数作为正则项，构造了用于图像重建的展平泛函，将图像重建问题转化为目标泛函最优化问题，采用固定点迭代法求解图像重建的最优解。数值计算结果表明，该算法在重建过程中能够有效抑制图像噪声，并加大对图像边缘的保持能力，从而提高了图像重建质量，是一种有效且性能优良的闪光照相图像重建算法。
2009, 21.
摘要:
用密度泛函方法和相对论有效原子实势,分别对PdCO2，PdCO和PdH的基态几何构型进行优化, 得到PdCO2分子基态为Cs构型, Pd与CO2分子在同一平面, 键长PdC为0.203 0 nm, CO为0.118 3 nm, CO′为0.121 0 nm, 键角∠OCO′为154.215°,电子状态为1A′; PdCO分子基态电子状态为1+, 键长PdC为0.183 4 nm, CO为0.114 0 nm, 键角∠PdCO为180°; PdH分子基态为2∑, 键长PdH为0.152 6 nm。根据电子-振动近似理论计算了不同温度下金属Pd 与CO2，CO及H2分子反应的生成热力学函数, 导出了反应平衡压力随温度的变化关系。分析认为杂质CO2气体引起Pd合金膜中毒可能是由于CO2分子吸附在Pd膜表面,形成Pd的CO2化合物后，再自发分解为PdO和CO，而使Pd表面出现O和CO中毒所致。
用密度泛函方法和相对论有效原子实势,分别对PdCO2，PdCO和PdH的基态几何构型进行优化, 得到PdCO2分子基态为Cs构型, Pd与CO2分子在同一平面, 键长PdC为0.203 0 nm, CO为0.118 3 nm, CO′为0.121 0 nm, 键角∠OCO′为154.215°,电子状态为1A′; PdCO分子基态电子状态为1+, 键长PdC为0.183 4 nm, CO为0.114 0 nm, 键角∠PdCO为180°; PdH分子基态为2∑, 键长PdH为0.152 6 nm。根据电子-振动近似理论计算了不同温度下金属Pd 与CO2，CO及H2分子反应的生成热力学函数, 导出了反应平衡压力随温度的变化关系。分析认为杂质CO2气体引起Pd合金膜中毒可能是由于CO2分子吸附在Pd膜表面,形成Pd的CO2化合物后，再自发分解为PdO和CO，而使Pd表面出现O和CO中毒所致。
