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RSS2010年 22卷 第09期
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2010, 22.
摘要:
基于谱分析方法系统研究了多个线性啁啾高斯脉冲堆积的强度起伏频率。首先基于傅里叶变换方法分别分析并模拟了两路和多路线性啁啾高斯脉冲堆积，讨论了等幅度、等延迟多路线性啁啾高斯脉冲堆积的情况下，起伏频率与初始高斯脉冲的数目与啁啾系数、时间延迟和脉冲宽度的关系，并简要分析了多路线性啁啾高斯脉冲堆积的一般情况。结果表明，在堆积脉冲的强度谱中存在一系列分立的频率边带，这些频率边带对强度起伏有贡献。高频的频率边带由于幅度交叠的部分较少，所以对强度起伏贡献较少。强度起伏频率随初始啁啾高斯脉冲啁啾系数和时间延迟的增大而增大，随脉冲宽度的减小而增大。
基于谱分析方法系统研究了多个线性啁啾高斯脉冲堆积的强度起伏频率。首先基于傅里叶变换方法分别分析并模拟了两路和多路线性啁啾高斯脉冲堆积，讨论了等幅度、等延迟多路线性啁啾高斯脉冲堆积的情况下，起伏频率与初始高斯脉冲的数目与啁啾系数、时间延迟和脉冲宽度的关系，并简要分析了多路线性啁啾高斯脉冲堆积的一般情况。结果表明，在堆积脉冲的强度谱中存在一系列分立的频率边带，这些频率边带对强度起伏有贡献。高频的频率边带由于幅度交叠的部分较少，所以对强度起伏贡献较少。强度起伏频率随初始啁啾高斯脉冲啁啾系数和时间延迟的增大而增大，随脉冲宽度的减小而增大。
2010, 22.
摘要:
采用热重分析仪对空气和氮气气氛中的玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料进行热分析，得到该材料在空气气氛中的烧蚀热为3 125～3 440 J/g，而在氮气气氛中并未出现明显的氧化放热峰。基于阿伦纽斯形式的多步分解模型和直接解法，计算了该材料在空气气氛中的热分解动力学参数。分析表明：阿伦纽斯形式的多步分解模型能够较好地描述该材料的热分解过程；直接解法适用于计算复合材料的热分解动力学参数；确立的热分解动力学参数是正确有效的。
采用热重分析仪对空气和氮气气氛中的玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料进行热分析，得到该材料在空气气氛中的烧蚀热为3 125～3 440 J/g，而在氮气气氛中并未出现明显的氧化放热峰。基于阿伦纽斯形式的多步分解模型和直接解法，计算了该材料在空气气氛中的热分解动力学参数。分析表明：阿伦纽斯形式的多步分解模型能够较好地描述该材料的热分解过程；直接解法适用于计算复合材料的热分解动力学参数；确立的热分解动力学参数是正确有效的。
2010, 22.
摘要:
提出利用室外消光法与室内时序增益系数比检测相结合的方法进行激光测距机最大测程测试，利用精密光电延时与激光回波模拟技术相结合的方法实现对测距机测程范围、测距精度、选通范围及精度、距离分辨力等主要性能参数的室内模拟测试。对测试原理进行了论述，并对激光测距机的实验数据进行了分析。实验结果表明：利用所提出的综合测试技术可实现对脉冲激光测距机多个主要性能参数的准确测试，为客观评价激光测距机的性能提供了可靠的测量数据。
提出利用室外消光法与室内时序增益系数比检测相结合的方法进行激光测距机最大测程测试，利用精密光电延时与激光回波模拟技术相结合的方法实现对测距机测程范围、测距精度、选通范围及精度、距离分辨力等主要性能参数的室内模拟测试。对测试原理进行了论述，并对激光测距机的实验数据进行了分析。实验结果表明：利用所提出的综合测试技术可实现对脉冲激光测距机多个主要性能参数的准确测试，为客观评价激光测距机的性能提供了可靠的测量数据。
2010, 22.
摘要:
建立了平均功率激光辐照下，边界主动加热的电光晶体内3维各向异性热传输有限元模型及其热应力双折射模型，在此基础上分析了等离子体普克尔盒热效应。提出了边界主动加热控制电光晶体横向温度梯度热管理思想，并给出平均功率普克尔盒的光开关性能。结果表明：对于50 J/10 Hz、光束口径为50 mm×30 mm的激光系统，普克尔盒最大退偏损耗为3.58%，平均退偏损耗为0.9%，波前畸变为1.59λ。采用边界加热控制后，当加热功率密度为500 W/m2时，最大退偏损耗为0.17%、平均退偏损耗为0.05%、波前畸变为0.26λ，普克尔盒热效应显著降低，满足设计要求。
建立了平均功率激光辐照下，边界主动加热的电光晶体内3维各向异性热传输有限元模型及其热应力双折射模型，在此基础上分析了等离子体普克尔盒热效应。提出了边界主动加热控制电光晶体横向温度梯度热管理思想，并给出平均功率普克尔盒的光开关性能。结果表明：对于50 J/10 Hz、光束口径为50 mm×30 mm的激光系统，普克尔盒最大退偏损耗为3.58%，平均退偏损耗为0.9%，波前畸变为1.59λ。采用边界加热控制后，当加热功率密度为500 W/m2时，最大退偏损耗为0.17%、平均退偏损耗为0.05%、波前畸变为0.26λ，普克尔盒热效应显著降低，满足设计要求。
2010, 22.
摘要:
报道了以高分辨力连续可调谐中红外差频激光为探测光源，结合可调长光程怀特池，利用直接吸收的方法探测了CO2的10011←10002带R支以及部分P支在室温下的水汽加宽吸收光谱。在2 422 cm-1到2 457 cm-1范围内共有26条吸收谱线被探测到，采用Voigt线型对吸收谱线进行拟合，得到了CO2光谱的水汽加宽系数，结果显示CO2的水汽加宽系数平均比干燥空气的加宽系数大52%。利用实验测得的CO2的水汽加宽系数与HITRAN04数据库中CO2谱线的线位置、线强和干燥的空气加宽系数进行比较，分析了在实际大气中(海平面，10 km光程)不存在水汽和存在水汽(含有2.0 kPa水汽)时该波段CO2的大气透过率，结果表明潮湿空气与干燥空气之间的最大透过率差约为0.5‰。
报道了以高分辨力连续可调谐中红外差频激光为探测光源，结合可调长光程怀特池，利用直接吸收的方法探测了CO2的10011←10002带R支以及部分P支在室温下的水汽加宽吸收光谱。在2 422 cm-1到2 457 cm-1范围内共有26条吸收谱线被探测到，采用Voigt线型对吸收谱线进行拟合，得到了CO2光谱的水汽加宽系数，结果显示CO2的水汽加宽系数平均比干燥空气的加宽系数大52%。利用实验测得的CO2的水汽加宽系数与HITRAN04数据库中CO2谱线的线位置、线强和干燥的空气加宽系数进行比较，分析了在实际大气中(海平面，10 km光程)不存在水汽和存在水汽(含有2.0 kPa水汽)时该波段CO2的大气透过率，结果表明潮湿空气与干燥空气之间的最大透过率差约为0.5‰。
2010, 22.
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对亚波长纳米微结构-非紧密堆积多晶胶体晶体光学薄膜的增透特性进行了研究。采用浸渍-提拉法在玻璃表面组装了亚波长纳米微结构，并利用等效介质理论分析其光学性质，理论和实验符合。研究表明实验制备的纳米微结构具有优异的增透性质，通过控制组装条件可以控制膜层厚度实现高增透效率从可见光到近红外的有效调谐，且微结构在玻璃基底上的等效折射率接近1.22，透射率最大能提高约7%，达到99.8%的增透效果。
对亚波长纳米微结构-非紧密堆积多晶胶体晶体光学薄膜的增透特性进行了研究。采用浸渍-提拉法在玻璃表面组装了亚波长纳米微结构，并利用等效介质理论分析其光学性质，理论和实验符合。研究表明实验制备的纳米微结构具有优异的增透性质，通过控制组装条件可以控制膜层厚度实现高增透效率从可见光到近红外的有效调谐，且微结构在玻璃基底上的等效折射率接近1.22，透射率最大能提高约7%，达到99.8%的增透效果。
2010, 22.
摘要:
报道了一种激光二极管（LD）端面泵浦的Nd：YAG声光Q开关高峰值功率266 nm紫外激光器。该激光器采用紧凑的平平腔结构，LBO和BBO分别作为其二倍频和四倍频晶体。分别利用高偏振比LD阵列（40∶1）、低偏振比LD阵列（5∶1）及低偏振LD阵列腔内放置布氏片结构进行了实验。当注入功率为25 W、调制频率为10 kHz时，以上结构分别得到功率0.85，0.61 和0.72 W的266 nm紫外光输出。其中，采用高偏振比LD阵列的输出功率最高，单脉冲能量为85 μJ，脉宽为5 ns，峰值功率高达17 kW，泵浦光到紫外光的光 -光转换率达3.4%。
报道了一种激光二极管（LD）端面泵浦的Nd：YAG声光Q开关高峰值功率266 nm紫外激光器。该激光器采用紧凑的平平腔结构，LBO和BBO分别作为其二倍频和四倍频晶体。分别利用高偏振比LD阵列（40∶1）、低偏振比LD阵列（5∶1）及低偏振LD阵列腔内放置布氏片结构进行了实验。当注入功率为25 W、调制频率为10 kHz时，以上结构分别得到功率0.85，0.61 和0.72 W的266 nm紫外光输出。其中，采用高偏振比LD阵列的输出功率最高，单脉冲能量为85 μJ，脉宽为5 ns，峰值功率高达17 kW，泵浦光到紫外光的光 -光转换率达3.4%。
2010, 22.
摘要:
为了提高自由空间光通信系统的光纤耦合效率，介绍了一种新颖的基于盲优化波前校正的自适应光学系统。该系统不使用波前传感器,而是在信号进入接收端前，将畸变光信号分束后送入光电探测器，进行耦合效率计算；采用耦合效率的估计公式斯特列尔比为目标函数，用随机并行梯度优化算法最大化目标函数，以实时控制变形镜，从而使耦合进入单模光纤的光达到最优。数值结果表明，此系统能使光纤耦合效率从6%提高到约60%。
为了提高自由空间光通信系统的光纤耦合效率，介绍了一种新颖的基于盲优化波前校正的自适应光学系统。该系统不使用波前传感器,而是在信号进入接收端前，将畸变光信号分束后送入光电探测器，进行耦合效率计算；采用耦合效率的估计公式斯特列尔比为目标函数，用随机并行梯度优化算法最大化目标函数，以实时控制变形镜，从而使耦合进入单模光纤的光达到最优。数值结果表明，此系统能使光纤耦合效率从6%提高到约60%。
2010, 22.
摘要:
在连续波DF/HF化学激光器主喷管收缩段采用气膜冷却方式，从3维离散小孔注入氦气射流以隔离壁面和主气流。通过对3种气膜孔排布方式下喷管内主气流状态进行数值模拟研究，分析氦气与主气流之间的相互作用，比较了不同方式下主气流氟原子冻结效率及壁面冷却效果。考虑到DF/HF化学激光器主喷管结构尺寸较小，采用适当间隔的单排圆孔注入是现实可行的,并有望达到较好的冷却保护效果，从而提高激光器运转效率。
在连续波DF/HF化学激光器主喷管收缩段采用气膜冷却方式，从3维离散小孔注入氦气射流以隔离壁面和主气流。通过对3种气膜孔排布方式下喷管内主气流状态进行数值模拟研究，分析氦气与主气流之间的相互作用，比较了不同方式下主气流氟原子冻结效率及壁面冷却效果。考虑到DF/HF化学激光器主喷管结构尺寸较小，采用适当间隔的单排圆孔注入是现实可行的,并有望达到较好的冷却保护效果，从而提高激光器运转效率。
2010, 22.
摘要:
考虑热效应导致的体光栅表面形变引起体光栅背景折射率和周期的变化，进而引起体光栅介质介电常数的改变，对体光栅中传输的激光束特性的影响进行了研究。采用有限差分和稀疏矩阵的方法，对激光在有变形的体布拉格光栅中传输的波动方程进行数值迭代求解，并对激光束通过有形变的反射式体布拉格光栅后的功率反射比、光束束腰宽度、远场发散角和质量平方因子的变化进行了定量分析。结果表明，随着体光栅表面形变的增大,体光栅的功率反射比明显减小,输出光束的束宽、远场发散角和质量平方因子明显增大。
考虑热效应导致的体光栅表面形变引起体光栅背景折射率和周期的变化，进而引起体光栅介质介电常数的改变，对体光栅中传输的激光束特性的影响进行了研究。采用有限差分和稀疏矩阵的方法，对激光在有变形的体布拉格光栅中传输的波动方程进行数值迭代求解，并对激光束通过有形变的反射式体布拉格光栅后的功率反射比、光束束腰宽度、远场发散角和质量平方因子的变化进行了定量分析。结果表明，随着体光栅表面形变的增大,体光栅的功率反射比明显减小,输出光束的束宽、远场发散角和质量平方因子明显增大。
2010, 22.
摘要:
采用有限元分析方法对KTP晶体内部3维温度分布情况进行了精确计算。根据参量过程满足的能量守恒条件和动量守恒条件，利用KTP晶体的热光色散方程计算了参量过程中温度对相位匹配角、光波走离角、允许角及晶体的有效非线性系数的影响。结果表明：晶体内温度分布不均匀；在沿着通光方向上晶体截面温度分布不同；加强晶体表面冷却效果，可有效降低温度对相位匹配角、光波走离角、允许角及晶体的有效非线性系数的影响。
采用有限元分析方法对KTP晶体内部3维温度分布情况进行了精确计算。根据参量过程满足的能量守恒条件和动量守恒条件，利用KTP晶体的热光色散方程计算了参量过程中温度对相位匹配角、光波走离角、允许角及晶体的有效非线性系数的影响。结果表明：晶体内温度分布不均匀；在沿着通光方向上晶体截面温度分布不同；加强晶体表面冷却效果，可有效降低温度对相位匹配角、光波走离角、允许角及晶体的有效非线性系数的影响。
2010, 22.
摘要:
为探索研究飞秒激光在材料中驱动冲击波的相关特性，采用激光脉冲频域干涉测试技术对脉冲宽度35 fs、脉冲能量0.7 mJ、功率密度1014 W/cm2量级的飞秒激光脉冲在200 nm厚铝膜中驱动冲击波的过程进行了实验测量。通过测量冲击波在铝膜中的渡越时间，获得激光脉冲在铝材料中驱动的冲击波平均速度约为6 km/s；通过对不同时刻铝膜自由面频域干涉场测量结果的分析，获得铝材料自由表面速度达1 km/s，根据平面冲击波的关系，推算其冲击压强达到9 GPa。
为探索研究飞秒激光在材料中驱动冲击波的相关特性，采用激光脉冲频域干涉测试技术对脉冲宽度35 fs、脉冲能量0.7 mJ、功率密度1014 W/cm2量级的飞秒激光脉冲在200 nm厚铝膜中驱动冲击波的过程进行了实验测量。通过测量冲击波在铝膜中的渡越时间，获得激光脉冲在铝材料中驱动的冲击波平均速度约为6 km/s；通过对不同时刻铝膜自由面频域干涉场测量结果的分析，获得铝材料自由表面速度达1 km/s，根据平面冲击波的关系，推算其冲击压强达到9 GPa。
2010, 22.
摘要:
采用波长为1 315 nm的连续波化学氧碘激光对某型摄像机进行了辐照实验，研究了可见光CCD成像系统在响应波段外红外激光辐照下的硬损伤效应。开展了光学系统变光圈尺寸下的激光辐照实验，发现当辐照水平一定的情况下，光圈尺寸越小，光学系统越难发生硬损伤，并解释了该现象的成因；测量到光圈尺寸最大、最小两种状态下的光学系统硬损伤功率阈值分别为几十W、几百W；得到CCD的激光损伤阈值为5.5×104 W/cm2；结合相机输出的视频图像与显微镜拍到的被损感光器件实物照片分析了硬损伤机理。
采用波长为1 315 nm的连续波化学氧碘激光对某型摄像机进行了辐照实验，研究了可见光CCD成像系统在响应波段外红外激光辐照下的硬损伤效应。开展了光学系统变光圈尺寸下的激光辐照实验，发现当辐照水平一定的情况下，光圈尺寸越小，光学系统越难发生硬损伤，并解释了该现象的成因；测量到光圈尺寸最大、最小两种状态下的光学系统硬损伤功率阈值分别为几十W、几百W；得到CCD的激光损伤阈值为5.5×104 W/cm2；结合相机输出的视频图像与显微镜拍到的被损感光器件实物照片分析了硬损伤机理。
2010, 22.
摘要:
在2.45 GHz，800 W级的高气压微波等离子体放电系统中，通过测量不同微波功率和放电气压下氢等离子体的Balmer线系的发射光谱，从测量的谱线总展宽中卷积去掉具有高斯线形的Doppler展宽和仪器展宽得到谱线的Stark展宽，并通过Stark展宽测量氢等离子体的电子数密度和电场强度。结果表明：等离子体的电子数密度和电场强度随着放电气压的升高都是先增大后减小，随着微波功率的增加呈现逐渐增大的趋势。微波功率为800 W时，气压在25 kPa时电子数密度和电场强度都达到最大值，等离子体的电子数密度和内部的电场强度分别为3.55×1012 cm-3及4.01 kV/cm。
在2.45 GHz，800 W级的高气压微波等离子体放电系统中，通过测量不同微波功率和放电气压下氢等离子体的Balmer线系的发射光谱，从测量的谱线总展宽中卷积去掉具有高斯线形的Doppler展宽和仪器展宽得到谱线的Stark展宽，并通过Stark展宽测量氢等离子体的电子数密度和电场强度。结果表明：等离子体的电子数密度和电场强度随着放电气压的升高都是先增大后减小，随着微波功率的增加呈现逐渐增大的趋势。微波功率为800 W时，气压在25 kPa时电子数密度和电场强度都达到最大值，等离子体的电子数密度和内部的电场强度分别为3.55×1012 cm-3及4.01 kV/cm。
2010, 22.
摘要:
为了揭示大气环境电子束等离子体的性质，基于蒙特卡罗程序包Geant4建立了一个包含电离、激发以及轫致辐射等物理过程的计算模型，用于模拟非均匀磁场约束条件下高能强流稳态电子束的输运特性、以及大气环境等离子体的性质。结果表明：非均匀磁场可以有效控制电子束在空气中的输运轨迹，显著降低电子束的发散；随着电子束在空气中行程的增加，电子束能谱开始展宽并向低能区移动；输运装置出口能量损失比电子束射程末端高2个量级，且随着电子束输运距离的增加，等离子体密度降低；等离子体密度的高低与电子束能量直接相关。
为了揭示大气环境电子束等离子体的性质，基于蒙特卡罗程序包Geant4建立了一个包含电离、激发以及轫致辐射等物理过程的计算模型，用于模拟非均匀磁场约束条件下高能强流稳态电子束的输运特性、以及大气环境等离子体的性质。结果表明：非均匀磁场可以有效控制电子束在空气中的输运轨迹，显著降低电子束的发散；随着电子束在空气中行程的增加，电子束能谱开始展宽并向低能区移动；输运装置出口能量损失比电子束射程末端高2个量级，且随着电子束输运距离的增加，等离子体密度降低；等离子体密度的高低与电子束能量直接相关。
2010, 22.
摘要:
以氖气喷气Z箍缩的实验结果为例，详细讨论了椭圆晶体谱仪测量数据的处理方法，包括使用标定结果将胶片黑密度转换为X光强度，根据已知谱线的能量和扫描点序号对测量能谱的能点进行定标，以及使用Henke给出的考虑谱仪非均匀色散效应、晶体积分反射率和X光滤片透过率后的公式对测量能谱的强度进行修正，给出了最终的解谱结果。并使用Lorentz线型函数拟合谱线轮廓，求出了Hα，Heα和Heβ等K壳层谱线的相对强度，对处理后能谱强度的误差进行了简单分析。
以氖气喷气Z箍缩的实验结果为例，详细讨论了椭圆晶体谱仪测量数据的处理方法，包括使用标定结果将胶片黑密度转换为X光强度，根据已知谱线的能量和扫描点序号对测量能谱的能点进行定标，以及使用Henke给出的考虑谱仪非均匀色散效应、晶体积分反射率和X光滤片透过率后的公式对测量能谱的强度进行修正，给出了最终的解谱结果。并使用Lorentz线型函数拟合谱线轮廓，求出了Hα，Heα和Heβ等K壳层谱线的相对强度，对处理后能谱强度的误差进行了简单分析。
2010, 22.
摘要:
为了将虚共焦非稳腔输出光束质量高和角锥棱镜谐振腔具有免调试的优点结合到一起，提出了用球面角锥棱镜构成虚共焦非稳腔的方案。利用已有虚共焦非稳腔钕玻璃激光器，设计加工了一球面角锥棱镜非稳腔钕玻璃激光器。模拟计算了两谐振腔输出光束的模式分布，然后对两钕玻璃激光器进行了实验对比研究。结果表明:实验得到的模式分布与模拟计算结果相吻合，球面角锥棱镜非稳腔钕玻璃激光器与虚共焦非稳腔钕玻璃激光器分别获得了最大2 176.9 J和2 340.6 J的能量输出，二者的电光效率与束散基本相同，分别为4.3%,0.30 mrad和4.6%,0.26 mrad。
为了将虚共焦非稳腔输出光束质量高和角锥棱镜谐振腔具有免调试的优点结合到一起，提出了用球面角锥棱镜构成虚共焦非稳腔的方案。利用已有虚共焦非稳腔钕玻璃激光器，设计加工了一球面角锥棱镜非稳腔钕玻璃激光器。模拟计算了两谐振腔输出光束的模式分布，然后对两钕玻璃激光器进行了实验对比研究。结果表明:实验得到的模式分布与模拟计算结果相吻合，球面角锥棱镜非稳腔钕玻璃激光器与虚共焦非稳腔钕玻璃激光器分别获得了最大2 176.9 J和2 340.6 J的能量输出，二者的电光效率与束散基本相同，分别为4.3%,0.30 mrad和4.6%,0.26 mrad。
2010, 22.
摘要:
为了诊断惯性约束聚变（ICF）内爆靶丸球壳的多层信息，在神光Ⅱ激光器上对激光驱动等离子体X光源的相衬成像进行了研究。利用神光Ⅱ第9路激光驱动平面Ti靶获得X光源，在10 μm的针孔约束下作为次级点光源对样品成像，用X光胶片记录。成功地将相衬成像技术应用于ICF实验，综合考虑成像放大倍数、分辨力、成像衬度和抑制烧蚀碎片等因素，选择合适的实验条件，成功获得了清晰的双层内爆靶丸球壳结构，空间分辨力优于10 μm。
为了诊断惯性约束聚变（ICF）内爆靶丸球壳的多层信息，在神光Ⅱ激光器上对激光驱动等离子体X光源的相衬成像进行了研究。利用神光Ⅱ第9路激光驱动平面Ti靶获得X光源，在10 μm的针孔约束下作为次级点光源对样品成像，用X光胶片记录。成功地将相衬成像技术应用于ICF实验，综合考虑成像放大倍数、分辨力、成像衬度和抑制烧蚀碎片等因素，选择合适的实验条件，成功获得了清晰的双层内爆靶丸球壳结构，空间分辨力优于10 μm。
2010, 22.
摘要:
采用光学多道谱仪和光学条纹相机耦合，组成时间分辨的Raman散射光谱测量系统，可实现0.5 nm的光谱分辨和好于10 ps的时间分辨。采用该测量系统，在神光Ⅱ装置上开展了脉宽1 ns、波长351 nm的激光与两种不同尺寸柱腔靶相互作用的物理实验，获得了时间分辨的SRS光谱实验结果。研究表明，SRS光谱在时间上相对于入射激光有一定的延迟，腔靶尺寸减小时，延迟时间随之减小。通过长、短波截止波长分析电子密度方法，计算得出了Ⅰ型和Ⅱ型腔靶SRS散射光最短波长光谱发生的密度区分别为0.069nc和0.027nc。
采用光学多道谱仪和光学条纹相机耦合，组成时间分辨的Raman散射光谱测量系统，可实现0.5 nm的光谱分辨和好于10 ps的时间分辨。采用该测量系统，在神光Ⅱ装置上开展了脉宽1 ns、波长351 nm的激光与两种不同尺寸柱腔靶相互作用的物理实验，获得了时间分辨的SRS光谱实验结果。研究表明，SRS光谱在时间上相对于入射激光有一定的延迟，腔靶尺寸减小时，延迟时间随之减小。通过长、短波截止波长分析电子密度方法，计算得出了Ⅰ型和Ⅱ型腔靶SRS散射光最短波长光谱发生的密度区分别为0.069nc和0.027nc。
2010, 22.
摘要:
利用激光等离子体减小高超声速飞行器波阻是一种新概念减阻方式，点火位置是研究减阻效能的重要参数。基于有限体积法和分区结构网格划分的高分辨力数值方法， 在气流马赫数为6.5、飞行高度为30 km条件下，计算了不同点火位置对减小高超声速飞行器波阻的影响。研究结果表明：利用激光等离子体可以有效地减小高超声速钝头体飞行器波阻；点火位置到驻点的距离与飞行器直径之比为2时，减阻效果最好，且数值模拟与理论计算结果吻合较好。
利用激光等离子体减小高超声速飞行器波阻是一种新概念减阻方式，点火位置是研究减阻效能的重要参数。基于有限体积法和分区结构网格划分的高分辨力数值方法， 在气流马赫数为6.5、飞行高度为30 km条件下，计算了不同点火位置对减小高超声速飞行器波阻的影响。研究结果表明：利用激光等离子体可以有效地减小高超声速钝头体飞行器波阻；点火位置到驻点的距离与飞行器直径之比为2时，减阻效果最好，且数值模拟与理论计算结果吻合较好。
2010, 22.
摘要:
介绍了磁探针测量等离子体电流的设计原理，针对Z箍缩实验负载的实际结构特点和现场布局，制作出应用于诊断脉冲功率装置Z箍缩实验负载通过电流的微型磁探针，并通过建立相同结构尺寸的模拟负载装置的方法，实现了对其灵敏度的标定。实验结果显示:在脉冲功率装置峰值电流1.2 MA、电流上升时间60 ns时，由微型磁探针测得的负载电流与加速器监测电流存在12%的幅度差异，电流峰值时刻存在5 ns的差异，说明微型磁探针技术测量Z箍缩负载电流的结果是可靠的。
介绍了磁探针测量等离子体电流的设计原理，针对Z箍缩实验负载的实际结构特点和现场布局，制作出应用于诊断脉冲功率装置Z箍缩实验负载通过电流的微型磁探针，并通过建立相同结构尺寸的模拟负载装置的方法，实现了对其灵敏度的标定。实验结果显示:在脉冲功率装置峰值电流1.2 MA、电流上升时间60 ns时，由微型磁探针测得的负载电流与加速器监测电流存在12%的幅度差异，电流峰值时刻存在5 ns的差异，说明微型磁探针技术测量Z箍缩负载电流的结果是可靠的。
2010, 22.
摘要:
根据统计光学建立了干涉成像系统信噪比的理论模型，数值分析了干涉成像系统信噪比与系统参数之间的关系。分析结果表明：为了提高系统的信噪比，应提高信号光场强度与噪声光场强度之比,使参考光和测试光光强接近相等,降低系统中光学元件的数量和每个元件的偏差,使光源相干长度约为测试光和参考光间光程差的2~5倍。要使信噪比大于10，则要求系统中光学元件总偏差的标准差小于1/4波长。信噪比的统计理论模型可为干涉成像系统设计和干涉测量提供理论指导。
根据统计光学建立了干涉成像系统信噪比的理论模型，数值分析了干涉成像系统信噪比与系统参数之间的关系。分析结果表明：为了提高系统的信噪比，应提高信号光场强度与噪声光场强度之比,使参考光和测试光光强接近相等,降低系统中光学元件的数量和每个元件的偏差,使光源相干长度约为测试光和参考光间光程差的2~5倍。要使信噪比大于10，则要求系统中光学元件总偏差的标准差小于1/4波长。信噪比的统计理论模型可为干涉成像系统设计和干涉测量提供理论指导。
2010, 22.
摘要:
在神光Ⅱ装置上的内爆实验中，通过在充氘气（D2）的靶丸中掺入氩（Ar）元素，利用晶体谱仪配条纹相机测量得到了内爆停滞阶段Ar 的K壳层发射光谱随时间的变化。在实验中，观测到Ar的Heα，Heβ以及Lyα线发射，持续时间大约200 ps。用Heα线与Lyα线强度比值来推断靶丸芯区电子温度。利用碰撞辐射模型，从理论上计算出Heα线与Lyα线强度比值随电子温度、数密度的变化。通过将实验上观测到的Heα线与Lyα线强度比与理论计算值相比较，获得了芯区电子温度随时间的演化。并计算比较了不同电子密度条件下推断出来的电子温度的差异，证明诊断电子温度的方法对电子数密度的变化不敏感。利用逃逸因子修正了自吸收效应，从计算的结果可以看出在目前的实验中Heα线和Lyα线是光学薄的。
在神光Ⅱ装置上的内爆实验中，通过在充氘气（D2）的靶丸中掺入氩（Ar）元素，利用晶体谱仪配条纹相机测量得到了内爆停滞阶段Ar 的K壳层发射光谱随时间的变化。在实验中，观测到Ar的Heα，Heβ以及Lyα线发射，持续时间大约200 ps。用Heα线与Lyα线强度比值来推断靶丸芯区电子温度。利用碰撞辐射模型，从理论上计算出Heα线与Lyα线强度比值随电子温度、数密度的变化。通过将实验上观测到的Heα线与Lyα线强度比与理论计算值相比较，获得了芯区电子温度随时间的演化。并计算比较了不同电子密度条件下推断出来的电子温度的差异，证明诊断电子温度的方法对电子数密度的变化不敏感。利用逃逸因子修正了自吸收效应，从计算的结果可以看出在目前的实验中Heα线和Lyα线是光学薄的。
2010, 22.
摘要:
在HT-7超导托卡马克中进行了低杂波电流驱动的功率扫描实验，功率变化范围为100 kW至700 kW，频率为2.45 GHz。研究了等离子体平均有效电荷数及电子温度与低杂波功率之间的关系。给出了不同功率下低杂波电流驱动效率与有效电荷数及电子温度之间的关系：HT-7装置低杂波驱动效率与电子温度成正比，与有效电荷数成反比。指出了动态杂质控制是改善低杂波电流驱动效率的关键问题。
在HT-7超导托卡马克中进行了低杂波电流驱动的功率扫描实验，功率变化范围为100 kW至700 kW，频率为2.45 GHz。研究了等离子体平均有效电荷数及电子温度与低杂波功率之间的关系。给出了不同功率下低杂波电流驱动效率与有效电荷数及电子温度之间的关系：HT-7装置低杂波驱动效率与电子温度成正比，与有效电荷数成反比。指出了动态杂质控制是改善低杂波电流驱动效率的关键问题。
2010, 22.
摘要:
为了提高对等离子体内界面区域的诊断精度，研究了利用螺旋型波带片实现边缘增强成像的技术。制作了用于可见光波段的一阶螺旋型波带片，最外环宽度3 μm。利用螺旋型波带片对振幅式物体进行了边缘增强成像，实验获得了成像物体内边界区域的清晰图像，界面区域的成像强度得到很大增强。通过实验测量发现，当物距在菲涅耳衍射区域内时，螺旋型波带片也能够获取较好的成像质量，表明螺旋型波带片具有较大的视场角，能够对大尺度物体进行边缘成像。基于螺旋型波带片的边缘增强成像可以弥补传统成像方式对界面区域成像的不足，提高对等离子体内界面区域的诊断能力。
为了提高对等离子体内界面区域的诊断精度，研究了利用螺旋型波带片实现边缘增强成像的技术。制作了用于可见光波段的一阶螺旋型波带片，最外环宽度3 μm。利用螺旋型波带片对振幅式物体进行了边缘增强成像，实验获得了成像物体内边界区域的清晰图像，界面区域的成像强度得到很大增强。通过实验测量发现，当物距在菲涅耳衍射区域内时，螺旋型波带片也能够获取较好的成像质量，表明螺旋型波带片具有较大的视场角，能够对大尺度物体进行边缘成像。基于螺旋型波带片的边缘增强成像可以弥补传统成像方式对界面区域成像的不足，提高对等离子体内界面区域的诊断能力。
2010, 22.
摘要:
采用热重分析技术研究了4种聚-α-甲基苯乙烯原料和其它微球壳层材料的热降解温度。研究表明，聚-α-甲基苯乙烯原料主要失重温度范围为220～340 ℃，等离子体辉光放电涂层材料的降解温度为350～450 ℃。升温速率在20 ℃/min和30 ℃/min时，降解温度基本相同，升温速率不影响降解的温度范围，低于20 ℃/min时，随着升温速率升高，降解温度升高。
采用热重分析技术研究了4种聚-α-甲基苯乙烯原料和其它微球壳层材料的热降解温度。研究表明，聚-α-甲基苯乙烯原料主要失重温度范围为220～340 ℃，等离子体辉光放电涂层材料的降解温度为350～450 ℃。升温速率在20 ℃/min和30 ℃/min时，降解温度基本相同，升温速率不影响降解的温度范围，低于20 ℃/min时，随着升温速率升高，降解温度升高。
2010, 22.
摘要:
基于微流体成型技术，设计开发了一套用于微胶囊制备的T型微通道乳粒发生器，并利用该装置实现了二乙烯基苯空心泡沫微球的连续制备。以二乙烯基苯的邻苯二甲酸二丁酯溶液为油相，以聚乙烯醇的水溶液为外水相，去离子水为内水相，成功制备出二乙烯基苯双重微乳液，并采用水平旋转加热装置使其凝胶固化，再经过溶剂交换、CO2超临界干燥等过程,制备出直径700～1 200 μm、壁厚60～100 μm、密度90～120 mg·cm-3的二乙烯基苯空心泡沫微球。利用光学显微镜、扫描电镜和X-透射显微镜表征，结果显示：微胶囊球形度、同心度和壁厚均匀性较好，成活率较高，直径单分散性较好，外表面较粗糙。
基于微流体成型技术，设计开发了一套用于微胶囊制备的T型微通道乳粒发生器，并利用该装置实现了二乙烯基苯空心泡沫微球的连续制备。以二乙烯基苯的邻苯二甲酸二丁酯溶液为油相，以聚乙烯醇的水溶液为外水相，去离子水为内水相，成功制备出二乙烯基苯双重微乳液，并采用水平旋转加热装置使其凝胶固化，再经过溶剂交换、CO2超临界干燥等过程,制备出直径700～1 200 μm、壁厚60～100 μm、密度90～120 mg·cm-3的二乙烯基苯空心泡沫微球。利用光学显微镜、扫描电镜和X-透射显微镜表征，结果显示：微胶囊球形度、同心度和壁厚均匀性较好，成活率较高，直径单分散性较好，外表面较粗糙。
2010, 22.
摘要:
根据神光Ⅱ高功率激光装置的具体工程需求，设计了一种以层叠式压电陶瓷为驱动元件的新型压电步进驱动器。驱动器利用杠杆机构实现箝位机构和进给机构交替箝位动子，通过对压电陶瓷小步距的位移连续累加的步进方式，实现大行程直线位移；具有控制简单、行程大、分辨力高及断电箝位的特点。样机试验结果表明，驱动器的运动分辨力达到nm级，步距分辨力达到50 nm，行程21 mm。
根据神光Ⅱ高功率激光装置的具体工程需求，设计了一种以层叠式压电陶瓷为驱动元件的新型压电步进驱动器。驱动器利用杠杆机构实现箝位机构和进给机构交替箝位动子，通过对压电陶瓷小步距的位移连续累加的步进方式，实现大行程直线位移；具有控制简单、行程大、分辨力高及断电箝位的特点。样机试验结果表明，驱动器的运动分辨力达到nm级，步距分辨力达到50 nm，行程21 mm。
2010, 22.
摘要:
采用时域有限差分方法(FDTD)对高功率微波(HPM)近地面传输进行了仿真，其中提出的一种完全匹配层-广义完全匹配层混合吸收边界，较好地抑制了常规FDTD方法在计算低掠射角入射时产生的边缘绕射现象。将理想水平地面数值计算结果与解析法结果对比验证计算模型的正确性，通过数值计算结果分析高功率微波粗糙地面的散射特性。理论分析和仿真结果表明：粗糙地面对散射系数变化影响较明显，从宏观角度上看，散射系数曲线同理想水平地面散射系数曲线相似，即随掠射角的增大散射系数先减小后增大；从微观角度上看，由于粗糙地面的作用，其散射系数曲线并不存在布鲁斯特角，且在某一区域并非单调增加或减小。
采用时域有限差分方法(FDTD)对高功率微波(HPM)近地面传输进行了仿真，其中提出的一种完全匹配层-广义完全匹配层混合吸收边界，较好地抑制了常规FDTD方法在计算低掠射角入射时产生的边缘绕射现象。将理想水平地面数值计算结果与解析法结果对比验证计算模型的正确性，通过数值计算结果分析高功率微波粗糙地面的散射特性。理论分析和仿真结果表明：粗糙地面对散射系数变化影响较明显，从宏观角度上看，散射系数曲线同理想水平地面散射系数曲线相似，即随掠射角的增大散射系数先减小后增大；从微观角度上看，由于粗糙地面的作用，其散射系数曲线并不存在布鲁斯特角，且在某一区域并非单调增加或减小。
2010, 22.
摘要:
在3维Yee网格和蛙跳模型上建立了一种合理的描述阳极栅网中电子散射过程的物理模型，在经典碰撞理论基础上推导了散射角和动量公式,并运用蒙特卡罗法模拟了高斯分布电子束在径向虚阴极情景下的阳极栅网散射过程。模拟结果出现了明显的虚阴极现象，平均功率0.60 GW，虚阴极效率4.5%，微波主频4.7 GHz，主模是TM01模。这些参数与文献模拟的数据基本符合，证明了虚阴极中阳极栅网数值模拟实现的正确性。
在3维Yee网格和蛙跳模型上建立了一种合理的描述阳极栅网中电子散射过程的物理模型，在经典碰撞理论基础上推导了散射角和动量公式,并运用蒙特卡罗法模拟了高斯分布电子束在径向虚阴极情景下的阳极栅网散射过程。模拟结果出现了明显的虚阴极现象，平均功率0.60 GW，虚阴极效率4.5%，微波主频4.7 GHz，主模是TM01模。这些参数与文献模拟的数据基本符合，证明了虚阴极中阳极栅网数值模拟实现的正确性。
2010, 22.
摘要:
介绍了自行研制的3维并行全电磁粒子模拟软件UNIPIC-3D。在该软件中，电磁场量用二阶精度的时域有限差分方法迭代，粒子用相对论牛顿-洛仑兹力方程推进。该软件拥有复杂器件的几何建模和网格自动剖分的功能，具有模拟相对论返波管、虚阴极振荡器、磁绝缘线振荡器等高功率微波器件的能力。且该软件具有强大的后处理功能，可以显示电场、磁场、电流、电压、功率、频谱、粒子相空间等。在高性能并行计算机上对软件的并行效率进行了测试。通过与2.5维UNIPIC软件的结果进行比较，验证了UNIPIC-3D软件的正确性。
介绍了自行研制的3维并行全电磁粒子模拟软件UNIPIC-3D。在该软件中，电磁场量用二阶精度的时域有限差分方法迭代，粒子用相对论牛顿-洛仑兹力方程推进。该软件拥有复杂器件的几何建模和网格自动剖分的功能，具有模拟相对论返波管、虚阴极振荡器、磁绝缘线振荡器等高功率微波器件的能力。且该软件具有强大的后处理功能，可以显示电场、磁场、电流、电压、功率、频谱、粒子相空间等。在高性能并行计算机上对软件的并行效率进行了测试。通过与2.5维UNIPIC软件的结果进行比较，验证了UNIPIC-3D软件的正确性。
2010, 22.
摘要:
根据注-波互作用自洽非线性理论，编写了分析渐变复合腔的计算程序，通过该程序，获得了工作模式对为TE021-TE031的注-波互作用腔体和相关电磁参量的优化结果。应用粒子模拟软件对设计的复合腔进行了模拟，模拟与数值计算结果基本一致。根据计算结果研制了二次谐波回旋管,在加速电压57.5 kV、电流10 A下，测得其工作频率为94 GHz，输出模式为TE01，峰值功率和效率分别为156 kW和27.1%。计算、模拟和实验结果基本一致。
根据注-波互作用自洽非线性理论，编写了分析渐变复合腔的计算程序，通过该程序，获得了工作模式对为TE021-TE031的注-波互作用腔体和相关电磁参量的优化结果。应用粒子模拟软件对设计的复合腔进行了模拟，模拟与数值计算结果基本一致。根据计算结果研制了二次谐波回旋管,在加速电压57.5 kV、电流10 A下，测得其工作频率为94 GHz，输出模式为TE01，峰值功率和效率分别为156 kW和27.1%。计算、模拟和实验结果基本一致。
2010, 22.
摘要:
利用荧光灯排列形成非均匀等离子体层（面积约60 cm×52 cm，消耗功率约400 W），研究了其对1～8 GHz E波（电矢量方向平行于灯轴方向的入射波）的反射和透射的影响。结果表明，该等离子体对1～4 GHz的E波具有强吸收和弱反射的特性，单程衰减最高可达8 dB。利用2维分段线性电流密度递归卷积时域有限差分计算式，模拟了E波传播及其在非均匀等离子体内推进的瞬态过程，计算了等离子体对电磁波的反射和透射衰减，并与实验结果拟合，得到等离子体电子数密度峰值约9.72×1016 m-3-3，电子与中性粒子碰撞频率约4 GHz。
利用荧光灯排列形成非均匀等离子体层（面积约60 cm×52 cm，消耗功率约400 W），研究了其对1～8 GHz E波（电矢量方向平行于灯轴方向的入射波）的反射和透射的影响。结果表明，该等离子体对1～4 GHz的E波具有强吸收和弱反射的特性，单程衰减最高可达8 dB。利用2维分段线性电流密度递归卷积时域有限差分计算式，模拟了E波传播及其在非均匀等离子体内推进的瞬态过程，计算了等离子体对电磁波的反射和透射衰减，并与实验结果拟合，得到等离子体电子数密度峰值约9.72×1016 m-3-3，电子与中性粒子碰撞频率约4 GHz。
2010, 22.
摘要:
利用2维Weierstrass带限函数建立了模拟粗糙海面形状的模型，讨论了分形维数、频率幅度尺度因子等分形参数对海面形状的影响。以粗糙海面形状模型为基础，针对模拟的分形海面形状，从亥姆霍兹积分出发，利用基尔霍夫近似推导出2维分形海面的电磁散射系数，并进行了数值模拟。对微波电磁散射特性随分形维数、频率幅度尺度因子、入射波入射角变化的规律做了进一步讨论分析。在低掠射角时电波会受海面的遮挡，用遮挡函数对散射系数进行修正。研究表明：随着分形维数的增大，散射峰分布变均匀。频率幅度尺度因子越大，散射也越分散。随着入射角的增大，后向散射也逐渐增强，而前向散射逐渐减弱。
利用2维Weierstrass带限函数建立了模拟粗糙海面形状的模型，讨论了分形维数、频率幅度尺度因子等分形参数对海面形状的影响。以粗糙海面形状模型为基础，针对模拟的分形海面形状，从亥姆霍兹积分出发，利用基尔霍夫近似推导出2维分形海面的电磁散射系数，并进行了数值模拟。对微波电磁散射特性随分形维数、频率幅度尺度因子、入射波入射角变化的规律做了进一步讨论分析。在低掠射角时电波会受海面的遮挡，用遮挡函数对散射系数进行修正。研究表明：随着分形维数的增大，散射峰分布变均匀。频率幅度尺度因子越大，散射也越分散。随着入射角的增大，后向散射也逐渐增强，而前向散射逐渐减弱。
2010, 22.
摘要:
用氩气作为放电气体，采用直流磁控溅射法，成功地在不锈钢管道内壁获得了TiZrV薄膜。分别利用能量弥散X射线谱和X射线光电子能谱测量薄膜的成分组成，应用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对薄膜进行了测试，并对TiZrV的二次电子产额进行了测量。测试结果表明:TiZrV的成分基本保持在Ti原子分数为30%,Zr原子分数为30%,V原子分数为40%左右，位于“低激活温度区”内；薄膜具有无定形的结构，由微小的纳米晶粒组成；加热激活后TiZrV的二次电子产额有所下降，其峰值由2.03降到1.55，低于不锈钢和无氧铜。
用氩气作为放电气体，采用直流磁控溅射法，成功地在不锈钢管道内壁获得了TiZrV薄膜。分别利用能量弥散X射线谱和X射线光电子能谱测量薄膜的成分组成，应用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对薄膜进行了测试，并对TiZrV的二次电子产额进行了测量。测试结果表明:TiZrV的成分基本保持在Ti原子分数为30%,Zr原子分数为30%,V原子分数为40%左右，位于“低激活温度区”内；薄膜具有无定形的结构，由微小的纳米晶粒组成；加热激活后TiZrV的二次电子产额有所下降，其峰值由2.03降到1.55，低于不锈钢和无氧铜。
2010, 22.
摘要:
利用瑞利散射法测量了特定喷嘴产生的甲烷团簇及氘团簇的大小随背压的变化曲线。将团簇大小的实验值与Hagena理论进行了比较，当背压超过3 MPa时，两种团簇的实验值都明显高于理论值。实验发现，特定喷嘴在相同的背压下，常温(298 K)甲烷团簇尺寸小于低温(80 K)氘团簇尺寸，而甲烷团簇中氢原子数至少是氘团簇中氘原子数的1.98倍。
利用瑞利散射法测量了特定喷嘴产生的甲烷团簇及氘团簇的大小随背压的变化曲线。将团簇大小的实验值与Hagena理论进行了比较，当背压超过3 MPa时，两种团簇的实验值都明显高于理论值。实验发现，特定喷嘴在相同的背压下，常温(298 K)甲烷团簇尺寸小于低温(80 K)氘团簇尺寸，而甲烷团簇中氢原子数至少是氘团簇中氘原子数的1.98倍。
2010, 22.
摘要:
以9.7 MeV/u的238U36+，5.62 MeV/u的70Zn10+为典型离子，分析并模拟了分离扇回旋加速器（SSC）的注入、加速和引出，得到了SSC在理论等时场下横向和纵向的接受度。为了研究SSC在实际情况下的接受度，在实测场的基础上采用Kr-Kb方法以及Lagrange插值方法建立了与实际比较符合的等时场，计算了该等时场下SSC横向和纵向的接受度，发现了导致SSC实际接受度和传输效率低的主要原因在于注入系统中的MSI3元件和引出系统中的MSE3元件设计存在缺陷。模拟结果显示，通过改变MSI3和MSE3的曲率或者垫铁改变元件内部的场分布可以改善SSC的实际接受度和传输效率。
以9.7 MeV/u的238U36+，5.62 MeV/u的70Zn10+为典型离子，分析并模拟了分离扇回旋加速器（SSC）的注入、加速和引出，得到了SSC在理论等时场下横向和纵向的接受度。为了研究SSC在实际情况下的接受度，在实测场的基础上采用Kr-Kb方法以及Lagrange插值方法建立了与实际比较符合的等时场，计算了该等时场下SSC横向和纵向的接受度，发现了导致SSC实际接受度和传输效率低的主要原因在于注入系统中的MSI3元件和引出系统中的MSE3元件设计存在缺陷。模拟结果显示，通过改变MSI3和MSE3的曲率或者垫铁改变元件内部的场分布可以改善SSC的实际接受度和传输效率。
2010, 22.
摘要:
主环二极铁电源是兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）工程的关键设备和指标要求最高的一台电源，采用了独特的拓扑和控制策略。为满足峰值功率3.15 MW（3 kA，1.45 kV）的输出能力和快脉冲要求，采用了晶闸管整流并联脉宽调制补偿单元的主电路拓扑结构和特殊的控制方式，这套综合方案确保电源满足了全部技术指标。本文介绍了该拓扑结构的原理和优势，讨论了为满足±2×10-4的跟踪误差的要求而采用的控制拓扑和双基准给定的原理，并简介了调试过程和近年来的运行和改进情况。
主环二极铁电源是兰州重离子加速器冷却储存环（HIRFL-CSR）工程的关键设备和指标要求最高的一台电源，采用了独特的拓扑和控制策略。为满足峰值功率3.15 MW（3 kA，1.45 kV）的输出能力和快脉冲要求，采用了晶闸管整流并联脉宽调制补偿单元的主电路拓扑结构和特殊的控制方式，这套综合方案确保电源满足了全部技术指标。本文介绍了该拓扑结构的原理和优势，讨论了为满足±2×10-4的跟踪误差的要求而采用的控制拓扑和双基准给定的原理，并简介了调试过程和近年来的运行和改进情况。
2010, 22.
摘要:
从其原理出发,分析了数字锁相检测在逐圈束流位置测量系统中用于束流振荡阻尼率（增长率）计算的可行性，并在Matlab中对其进行了仿真计算。将该方法应用到合肥光源逐圈测量系统中，进行了Beta振荡的增长和阻尼时间的计算，结果显示振荡增长时间约为0.26 ms，阻尼时间为1.2 ms（反馈系统调试时）。仿真和实验结果都表明，数字锁相检测可以有效用于逐圈测量系统中阻尼率的计算。
从其原理出发,分析了数字锁相检测在逐圈束流位置测量系统中用于束流振荡阻尼率（增长率）计算的可行性，并在Matlab中对其进行了仿真计算。将该方法应用到合肥光源逐圈测量系统中，进行了Beta振荡的增长和阻尼时间的计算，结果显示振荡增长时间约为0.26 ms，阻尼时间为1.2 ms（反馈系统调试时）。仿真和实验结果都表明，数字锁相检测可以有效用于逐圈测量系统中阻尼率的计算。
2010, 22.
摘要:
针对在神龙一号上进行电子束瞬态发射度的测量要求，建立了一套利用光学渡越辐射原理进行电子束发射度测量的瞬态测量系统，该测量系统瞬态测量时间最快约10 ns，并获得了神龙一号发射的脉冲电子束的束斑及发散角，典型值分别为约9 mm和10.5 mrad，实现了电子束发散角和束斑的同时测量，为在神龙一号上进行的时间分辨测量系统的研究奠定了基础。
针对在神龙一号上进行电子束瞬态发射度的测量要求，建立了一套利用光学渡越辐射原理进行电子束发射度测量的瞬态测量系统，该测量系统瞬态测量时间最快约10 ns，并获得了神龙一号发射的脉冲电子束的束斑及发散角，典型值分别为约9 mm和10.5 mrad，实现了电子束发散角和束斑的同时测量，为在神龙一号上进行的时间分辨测量系统的研究奠定了基础。
2010, 22.
摘要:
为适应工业电子加速器需求增多的现状，提出了一种新型的结构紧凑的连续波电子加速器，运行频率为180 MHz。依靠置于加速腔外的多个偏转磁铁，使电子束多次穿越加速腔，从而得到持续的加速。设计过程中，用CST软件对谐振加速腔进行了优化，用Parmela软件模拟了束流的粒子动力学。粒子纵向稳定度和横向聚焦也通过模拟进行了分析和验证。结果显示：此种新型加速器能得到9 MeV，100 kW的稳定电子束流。
为适应工业电子加速器需求增多的现状，提出了一种新型的结构紧凑的连续波电子加速器，运行频率为180 MHz。依靠置于加速腔外的多个偏转磁铁，使电子束多次穿越加速腔，从而得到持续的加速。设计过程中，用CST软件对谐振加速腔进行了优化，用Parmela软件模拟了束流的粒子动力学。粒子纵向稳定度和横向聚焦也通过模拟进行了分析和验证。结果显示：此种新型加速器能得到9 MeV，100 kW的稳定电子束流。
2010, 22.
摘要:
设计了一种应用于兰州重离子加速器注入器的电源控制器，该控制器基于微处理器ATmega128，结合MAX7000系列的复杂可编程器件和RTL8019AS网关芯片来实现对电源系统的控制，并通过RS-232总线实现与上位机的串口通信。应用结果表明,该控制器具有良好的通用性、灵活性、可远程控制及性能稳定等特点，实现了注入器磁铁电源10-4量级的幅度稳定性，使注入器引出的束流强度、束流品质、束流稳定性和供束效率等得到很大的提高。
设计了一种应用于兰州重离子加速器注入器的电源控制器，该控制器基于微处理器ATmega128，结合MAX7000系列的复杂可编程器件和RTL8019AS网关芯片来实现对电源系统的控制，并通过RS-232总线实现与上位机的串口通信。应用结果表明,该控制器具有良好的通用性、灵活性、可远程控制及性能稳定等特点，实现了注入器磁铁电源10-4量级的幅度稳定性，使注入器引出的束流强度、束流品质、束流稳定性和供束效率等得到很大的提高。
2010, 22.
摘要:
通过研究2维正方晶格光子晶体波导多模干涉的自映像效应，优化设计了一种新型1×2光子晶体波导分束器，采用时域有限差分法对其传输特性进行模拟分析。设计过程中，根据多模干涉耦合区中周期出现的双重像的位置确定两个单模输出波导的位置，通过在分束器输入和输出耦合区的连结处设置介质柱，改变输入和输出耦合区中的模场分布，实现模式匹配，从而明显减小分束器的反射损耗。计算结果表明:设置的介质柱归一化半径分别为0.08和0.177时，对于波长为1.55 μm的入射光，该分束器的透射率可高达93%。
通过研究2维正方晶格光子晶体波导多模干涉的自映像效应，优化设计了一种新型1×2光子晶体波导分束器，采用时域有限差分法对其传输特性进行模拟分析。设计过程中，根据多模干涉耦合区中周期出现的双重像的位置确定两个单模输出波导的位置，通过在分束器输入和输出耦合区的连结处设置介质柱，改变输入和输出耦合区中的模场分布，实现模式匹配，从而明显减小分束器的反射损耗。计算结果表明:设置的介质柱归一化半径分别为0.08和0.177时，对于波长为1.55 μm的入射光，该分束器的透射率可高达93%。
2010, 22.
摘要:
根据高能射线针孔成像理论，采用CdZnTe像素阵列探测器建立了直接成像探测模式的伽玛源针孔探测系统。测试分析了CdZnTe像素阵列探测器的能量分辨力及峰值效率，讨论研究了针孔成像探测系统的调制传递函数和附加噪声特性，测试获得直径5 mm137Cs源的探测图像，采用Lucy-Richardson迭代算法得到了137Cs源的复原图像。实验结果表明:CdZnTe探测器对662 keV137Cs源的能量分辨力为6.25%～7.50%，峰值效率65.0%～72.5%；成像系统探测图像存在一定扩散现象，所采用的Lucy-Richardson迭代复原算法能较好地修正图像扩散，提高探测图像中心区域细节分辨力；估算所得137Cs源尺寸误差约0.5 mm，所建立的CdZnTe针孔成像探测系统能有效得到小尺寸伽玛源的辐照强度分布及尺寸信息。
根据高能射线针孔成像理论，采用CdZnTe像素阵列探测器建立了直接成像探测模式的伽玛源针孔探测系统。测试分析了CdZnTe像素阵列探测器的能量分辨力及峰值效率，讨论研究了针孔成像探测系统的调制传递函数和附加噪声特性，测试获得直径5 mm137Cs源的探测图像，采用Lucy-Richardson迭代算法得到了137Cs源的复原图像。实验结果表明:CdZnTe探测器对662 keV137Cs源的能量分辨力为6.25%～7.50%，峰值效率65.0%～72.5%；成像系统探测图像存在一定扩散现象，所采用的Lucy-Richardson迭代复原算法能较好地修正图像扩散，提高探测图像中心区域细节分辨力；估算所得137Cs源尺寸误差约0.5 mm，所建立的CdZnTe针孔成像探测系统能有效得到小尺寸伽玛源的辐照强度分布及尺寸信息。
2010, 22.
摘要:
设计并研究了两个有不同各向异性参数的半导体超常媒质矩形谐振腔，其中填充了部分右手半导体超常媒质和部分左手半导体超常媒质。通过作图法研究了充满非色散的右手半导体超常媒质和色散的左手半导体超常媒质的谐振腔中谐振模式的解。结果显示，谐振腔的谐振模式取决于半导体超常媒质的色散关系。讨论了每种谐振腔中包含的六种情况，分别表示两个区域的传播常数为实数和虚数的不同的组合，并且揭示了构建具有无相差特性的谐振腔的几何参数要求。
设计并研究了两个有不同各向异性参数的半导体超常媒质矩形谐振腔，其中填充了部分右手半导体超常媒质和部分左手半导体超常媒质。通过作图法研究了充满非色散的右手半导体超常媒质和色散的左手半导体超常媒质的谐振腔中谐振模式的解。结果显示，谐振腔的谐振模式取决于半导体超常媒质的色散关系。讨论了每种谐振腔中包含的六种情况，分别表示两个区域的传播常数为实数和虚数的不同的组合，并且揭示了构建具有无相差特性的谐振腔的几何参数要求。
2010, 22.
摘要:
对本底靶进行热处理后用TiT源重新开展打靶实验，未知谱线消失，证明未知谱线不是由靶中杂质造成的。将同种材料制成的两块本底靶分别进行热处理和不做任何处理，置于氢气放电源中进行照射生成源照靶，用TiT源打这两块源照靶发现照射前经热处理的靶产生的4条未知谱线较强，证明热处理能够增强靶吸附未知粒子的能力。
对本底靶进行热处理后用TiT源重新开展打靶实验，未知谱线消失，证明未知谱线不是由靶中杂质造成的。将同种材料制成的两块本底靶分别进行热处理和不做任何处理，置于氢气放电源中进行照射生成源照靶，用TiT源打这两块源照靶发现照射前经热处理的靶产生的4条未知谱线较强，证明热处理能够增强靶吸附未知粒子的能力。
2010, 22.
摘要:
制备低亚表面损伤的超光滑光学基底，是获得高损伤阈值薄膜的前提条件。针对石英材料在不同加工工序中引入亚表面损伤层的差异，首先利用共焦显微成像结合光散射的层析扫描技术，对W10和W5牌号SiC磨料研磨后的亚表面缺陷进行了检测，讨论了缺陷尺寸与散射信号强度、磨料粒径与损伤层深度间的对应关系；同时，采用化学腐蚀处理技术对抛光后样品的亚表面形貌进行了刻蚀研究，分析了化学反应生成物和亚表面缺陷对刻蚀速率的影响、不同深度下亚表面缺陷的分布特征，以及均方根粗糙度与刻蚀深度间的联系。根据各道加工工艺的不同采用了相应的亚表面检测技术，由此来确定下一道加工工序,合理的去除深度，最终获得了极低亚表面损伤的超光滑光学基底。
制备低亚表面损伤的超光滑光学基底，是获得高损伤阈值薄膜的前提条件。针对石英材料在不同加工工序中引入亚表面损伤层的差异，首先利用共焦显微成像结合光散射的层析扫描技术，对W10和W5牌号SiC磨料研磨后的亚表面缺陷进行了检测，讨论了缺陷尺寸与散射信号强度、磨料粒径与损伤层深度间的对应关系；同时，采用化学腐蚀处理技术对抛光后样品的亚表面形貌进行了刻蚀研究，分析了化学反应生成物和亚表面缺陷对刻蚀速率的影响、不同深度下亚表面缺陷的分布特征，以及均方根粗糙度与刻蚀深度间的联系。根据各道加工工艺的不同采用了相应的亚表面检测技术，由此来确定下一道加工工序,合理的去除深度，最终获得了极低亚表面损伤的超光滑光学基底。
2010, 22.
摘要:
研究了在反应堆中子和γ射线综合辐照环境下CMOS工艺10位数模转换器（DAC）的辐射效应。通过对DAC在γ辐射环境、中子辐射环境、中子和γ混合辐射环境以及中子预辐照后进行γ射线辐照下的效应对比发现，在中子和γ混合辐射环境下会产生电离总剂量效应加剧现象，即一定混合程度的中子和γ同时辐照会增强CMOS器件的辐射效应。
研究了在反应堆中子和γ射线综合辐照环境下CMOS工艺10位数模转换器（DAC）的辐射效应。通过对DAC在γ辐射环境、中子辐射环境、中子和γ混合辐射环境以及中子预辐照后进行γ射线辐照下的效应对比发现，在中子和γ混合辐射环境下会产生电离总剂量效应加剧现象，即一定混合程度的中子和γ同时辐照会增强CMOS器件的辐射效应。
2010, 22.
摘要:
为了得到用于平均原子模型中的自电离速率,采用准相对论组态平均的方法系统计算了Au的不同电离度、不同自电离态的自电离速率，计算时使用的波函数由Cowan程序得到；通过组态到组态的自电离速率得到了nl层次的单电子自电离速率（初态平均、末态平均）；在此基础上计算出了n层次的单电子自电离速率，这些数据可用于平均原子模型中自电离及其逆过程的计算。为了验证计算出的数据是否可靠，用细致能级层次的程序计算了部分数据点。通过比较和分析认为，除了少量高l的数据点计算得不够准确之外，当前的数据较为可靠，并用其它程序的计算结果对不准确的数据进行了替换。
为了得到用于平均原子模型中的自电离速率,采用准相对论组态平均的方法系统计算了Au的不同电离度、不同自电离态的自电离速率，计算时使用的波函数由Cowan程序得到；通过组态到组态的自电离速率得到了nl层次的单电子自电离速率（初态平均、末态平均）；在此基础上计算出了n层次的单电子自电离速率，这些数据可用于平均原子模型中自电离及其逆过程的计算。为了验证计算出的数据是否可靠，用细致能级层次的程序计算了部分数据点。通过比较和分析认为，除了少量高l的数据点计算得不够准确之外，当前的数据较为可靠，并用其它程序的计算结果对不准确的数据进行了替换。
2010, 22.
摘要:
为了更直观利用照像图像信息考察照相系统的重复性，提出了利用等光程条件下的黑密度分布曲线对成像重复性进行测量的方法，通过两次成像的黑密度分布曲线的线性拟合参数来评估成像系统的成像重复性。实验测量了有无后锥条件下的闪光照相系统的重复性以及底片接收系统的成像重复性,实验结果表明:后锥的存在对成像重复性没有明显影响，底片接收时闪光照相系统的成像重复性约为5％，底片本身引入的成像重复误差约为1.6％。
为了更直观利用照像图像信息考察照相系统的重复性，提出了利用等光程条件下的黑密度分布曲线对成像重复性进行测量的方法，通过两次成像的黑密度分布曲线的线性拟合参数来评估成像系统的成像重复性。实验测量了有无后锥条件下的闪光照相系统的重复性以及底片接收系统的成像重复性,实验结果表明:后锥的存在对成像重复性没有明显影响，底片接收时闪光照相系统的成像重复性约为5％，底片本身引入的成像重复误差约为1.6％。
2010, 22.
摘要:
提出一种控制脉冲激光烧蚀制备纳米Si晶粒尺寸分布的新方法。在10 Pa的Ar环境中，采用脉冲激光烧蚀高阻抗单晶硅靶沉积制备了纳米Si晶薄膜。在羽辉正上方2.0 cm，距靶0.3～3.0 cm范围内的不同位置引入氩气流，在烧蚀点正下方2.0 cm处水平放置单晶Si（111）衬底来收集制备的纳米Si晶粒。利用扫描电子显微镜观察样品表面形貌，并对衬底不同位置上纳米Si晶粒进行统计。结果表明：在不引入气流时，晶粒的尺寸随靶衬间距的增加先增大后减小，晶粒尺寸峰值出现在距靶1.7 cm处；引入气流后，晶粒尺寸分布发生变化，在距靶1.7 cm引入气流时晶粒尺寸峰值最大，在距靶3.0 cm引入气流时晶粒尺寸峰值最小，且出现晶粒尺寸峰值的位置随着引入气流位置的增加而增大。
提出一种控制脉冲激光烧蚀制备纳米Si晶粒尺寸分布的新方法。在10 Pa的Ar环境中，采用脉冲激光烧蚀高阻抗单晶硅靶沉积制备了纳米Si晶薄膜。在羽辉正上方2.0 cm，距靶0.3～3.0 cm范围内的不同位置引入氩气流，在烧蚀点正下方2.0 cm处水平放置单晶Si（111）衬底来收集制备的纳米Si晶粒。利用扫描电子显微镜观察样品表面形貌，并对衬底不同位置上纳米Si晶粒进行统计。结果表明：在不引入气流时，晶粒的尺寸随靶衬间距的增加先增大后减小，晶粒尺寸峰值出现在距靶1.7 cm处；引入气流后，晶粒尺寸分布发生变化，在距靶1.7 cm引入气流时晶粒尺寸峰值最大，在距靶3.0 cm引入气流时晶粒尺寸峰值最小，且出现晶粒尺寸峰值的位置随着引入气流位置的增加而增大。
2010, 22.
摘要:
分析了影响液晶相控阵波控数据获取的几个关键因素，在此基础上通过计算期望相位面与实际相位面的相位差，提出一种基于迭代修正的波控数据获取方法，该方法可通过改变加载在液晶阵列上的参考电压或改变参考相位面实现。讨论了算法关键参数的选择。通过仿真进一步研究了液晶特性曲线范围和高斯初始相位对波控数据获取的影响。仿真结果表明：该方法能获得比较准确的波控数据；液晶特性曲线范围对波控数据的准确获取非常重要，当曲线范围较大时，液晶相控阵可补偿高斯光束引入相位的影响。
分析了影响液晶相控阵波控数据获取的几个关键因素，在此基础上通过计算期望相位面与实际相位面的相位差，提出一种基于迭代修正的波控数据获取方法，该方法可通过改变加载在液晶阵列上的参考电压或改变参考相位面实现。讨论了算法关键参数的选择。通过仿真进一步研究了液晶特性曲线范围和高斯初始相位对波控数据获取的影响。仿真结果表明：该方法能获得比较准确的波控数据；液晶特性曲线范围对波控数据的准确获取非常重要，当曲线范围较大时，液晶相控阵可补偿高斯光束引入相位的影响。
2010, 22.
摘要:
利用10.6 μm的CO2激光对不同直径的点状损伤和不同宽度的划痕进行了修复。经过波长351 nm的紫外激光考核发现，对于直径小于80 μm的点状损伤和对于宽度小于40 μm的划痕，随着损伤点尺寸和划痕宽度的增加，修复后阈值提高程度逐渐降低。划痕的宽度在达到40 μm以后修复效果非常微弱。修复过程中，由于作用时间较短及温度分布不均产生了热应力导致样片损伤以后产生径向裂痕，后续的紫外激光会使裂痕明显扩展。当样品被置于高温退火炉内退火3 h以后，应力导致开裂的现象得到了解决。
利用10.6 μm的CO2激光对不同直径的点状损伤和不同宽度的划痕进行了修复。经过波长351 nm的紫外激光考核发现，对于直径小于80 μm的点状损伤和对于宽度小于40 μm的划痕，随着损伤点尺寸和划痕宽度的增加，修复后阈值提高程度逐渐降低。划痕的宽度在达到40 μm以后修复效果非常微弱。修复过程中，由于作用时间较短及温度分布不均产生了热应力导致样片损伤以后产生径向裂痕，后续的紫外激光会使裂痕明显扩展。当样品被置于高温退火炉内退火3 h以后，应力导致开裂的现象得到了解决。
2010, 22.
摘要:
针对强电磁脉冲孔耦合瞬态响应的极点参数提取问题，将传统的矩阵束算法进行改进。通过对含有噪声的瞬态响应数据进行互相关处理，能有效提高低信噪比时极点的提取精度。再将数据经离散化后构造Hankle矩阵，结合奇异值分解，求解其广义特征值，即可提取信号的极点参数信息。最后通过仿真分析以及对波形的重构，验证改进算法具有抗噪能力强、拟合度高的特点。
针对强电磁脉冲孔耦合瞬态响应的极点参数提取问题，将传统的矩阵束算法进行改进。通过对含有噪声的瞬态响应数据进行互相关处理，能有效提高低信噪比时极点的提取精度。再将数据经离散化后构造Hankle矩阵，结合奇异值分解，求解其广义特征值，即可提取信号的极点参数信息。最后通过仿真分析以及对波形的重构，验证改进算法具有抗噪能力强、拟合度高的特点。
2010, 22.
摘要:
介绍了两种估算Marx发生器等效对地分布电容的方法：逐级累积法和能量守恒法。逐级累积法通过近似求出各级对地电容对Marx发生器等效对地分布电容的贡献，并将之累加得到发生器等效对地分布电容；能量守恒法认为各级对地电容存储的能量之和与发生器等效对地分布电容存储能量相同，从而推导出发生器的等效对地分布电容。采用两种方法计算了闪光二号加速器发生器的对地等效分布电容，并与实测值进行了对比。两种方法计算结果均为114 pF，实测值为109 pF，二者相差4.6%。
介绍了两种估算Marx发生器等效对地分布电容的方法：逐级累积法和能量守恒法。逐级累积法通过近似求出各级对地电容对Marx发生器等效对地分布电容的贡献，并将之累加得到发生器等效对地分布电容；能量守恒法认为各级对地电容存储的能量之和与发生器等效对地分布电容存储能量相同，从而推导出发生器的等效对地分布电容。采用两种方法计算了闪光二号加速器发生器的对地等效分布电容，并与实测值进行了对比。两种方法计算结果均为114 pF，实测值为109 pF，二者相差4.6%。
2010, 22.
摘要:
为测量电容储能脉冲功率源模块电流，设计了磁芯式自积分罗氏线圈。给出了磁芯的选择方法，分析了磁芯饱和问题。解决饱和问题的方法是使用饱和磁感应强度较大的材料，对测量线圈施加去磁磁场，以及等效减小线圈的励磁电流。分析表明:通过增大磁芯直径和截面积，选取线径合适的导线多层绕制的方法来增大线圈自感与电阻比值，可以有效提高线圈的测量幅值范围。使用设计的线圈实测了脉冲功率源模块电流，通过改变模块的充电电压，可以得到线圈出现饱和时对应的电流值。实验结果与理论分析相符合。对于脉冲功率源模块的ms量级脉冲电流信号，改进后的自积分线圈测量范围可以超过50 kA。
为测量电容储能脉冲功率源模块电流，设计了磁芯式自积分罗氏线圈。给出了磁芯的选择方法，分析了磁芯饱和问题。解决饱和问题的方法是使用饱和磁感应强度较大的材料，对测量线圈施加去磁磁场，以及等效减小线圈的励磁电流。分析表明:通过增大磁芯直径和截面积，选取线径合适的导线多层绕制的方法来增大线圈自感与电阻比值，可以有效提高线圈的测量幅值范围。使用设计的线圈实测了脉冲功率源模块电流，通过改变模块的充电电压，可以得到线圈出现饱和时对应的电流值。实验结果与理论分析相符合。对于脉冲功率源模块的ms量级脉冲电流信号，改进后的自积分线圈测量范围可以超过50 kA。
2010, 22.
摘要:
设计了一台基于磁开关和带状线的超低阻抗长脉冲脉冲发生器。设计输出脉冲电压20 kV，电流40 kA，脉宽230 ns，由初级储能系统、脉冲变压器、磁开关、带状脉冲形成线、轨道开关和负载组成。脉冲发生器的关键设备是40 kV级磁开关，它能将40 kV, 10 μs的脉冲压缩为40 kV, 2 μs的脉冲；超低阻抗卷绕型带状脉冲形成线，其特性阻抗0.5 Ω，电长度115 ns，由铜带和聚酯薄膜卷绕而成，为全固态化脉冲形成线。在大功率匹配负载上得到了电压17.8 kV，电流35.6 kA，脉宽约270 ns的准方波脉冲。实验结果与理论计算及数值模拟结果基本一致。
设计了一台基于磁开关和带状线的超低阻抗长脉冲脉冲发生器。设计输出脉冲电压20 kV，电流40 kA，脉宽230 ns，由初级储能系统、脉冲变压器、磁开关、带状脉冲形成线、轨道开关和负载组成。脉冲发生器的关键设备是40 kV级磁开关，它能将40 kV, 10 μs的脉冲压缩为40 kV, 2 μs的脉冲；超低阻抗卷绕型带状脉冲形成线，其特性阻抗0.5 Ω，电长度115 ns，由铜带和聚酯薄膜卷绕而成，为全固态化脉冲形成线。在大功率匹配负载上得到了电压17.8 kV，电流35.6 kA，脉宽约270 ns的准方波脉冲。实验结果与理论计算及数值模拟结果基本一致。
2010, 22.
摘要:
采用螺旋线和折叠线技术相结合的方法，设计了一种基于水介质高功率脉冲调制器。该调制器采用了两个开关，通过控制两个开关的导通时刻，可以在两个负载上得到脉冲长度相等的两个脉冲。对该种折叠型传输线的波过程进行了详细分析，给出了过渡段部分阻抗等参数对负载电压的影响；用Pspice电路软件对脉冲形成线的充电电压和二极管电压、电流进行了模拟；最后利用高压同轴电缆，对该种类型调制器进行了低压情况下的验证实验，实验结果与理论分析、模拟研究一致。此种类型的调制器具有结构紧凑、可同时输出两个脉冲的优点。
采用螺旋线和折叠线技术相结合的方法，设计了一种基于水介质高功率脉冲调制器。该调制器采用了两个开关，通过控制两个开关的导通时刻，可以在两个负载上得到脉冲长度相等的两个脉冲。对该种折叠型传输线的波过程进行了详细分析，给出了过渡段部分阻抗等参数对负载电压的影响；用Pspice电路软件对脉冲形成线的充电电压和二极管电压、电流进行了模拟；最后利用高压同轴电缆，对该种类型调制器进行了低压情况下的验证实验，实验结果与理论分析、模拟研究一致。此种类型的调制器具有结构紧凑、可同时输出两个脉冲的优点。
