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RSS2011年 23卷 第01期
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2011, 23.
摘要:
介绍了射流水冷技术并将其应用到高能激光器反射镜的冷却中，设计了射流式水冷镜。采用计算流体力学的方法，利用通用有限元软件ANSYS的流体分析模块FLOTRAN对单孔内射流进行了数值模拟，详细讨论了各孔参数对换热性能的影响，实现了孔参数的优化。结果表明:在水冷镜中采用射流技术可以获得很好的对流换热效果，换热系数可达100 kW/(m2·K)以上，且具有结构简单、可控性强等特点。
介绍了射流水冷技术并将其应用到高能激光器反射镜的冷却中，设计了射流式水冷镜。采用计算流体力学的方法，利用通用有限元软件ANSYS的流体分析模块FLOTRAN对单孔内射流进行了数值模拟，详细讨论了各孔参数对换热性能的影响，实现了孔参数的优化。结果表明:在水冷镜中采用射流技术可以获得很好的对流换热效果，换热系数可达100 kW/(m2·K)以上，且具有结构简单、可控性强等特点。
2011, 23.
摘要:
以抛物形和锥形喷管为研究对象，开展了雾化水滴的脉冲式TEA CO2激光推进性能的实验研究。冲量的大小由压电传感器测量得出的推力随时间的变化关系曲线得出。雾化水滴的能量转化效率达到了26.1%，比冲达到了102 s。对于较短的喷管而言，聚焦位置距离喷管顶部越近，推进性能参数越高。喷管构形对推进性能的影响比较明显，抛物形喷管的推进性能优于锥形喷管。
以抛物形和锥形喷管为研究对象，开展了雾化水滴的脉冲式TEA CO2激光推进性能的实验研究。冲量的大小由压电传感器测量得出的推力随时间的变化关系曲线得出。雾化水滴的能量转化效率达到了26.1%，比冲达到了102 s。对于较短的喷管而言，聚焦位置距离喷管顶部越近，推进性能参数越高。喷管构形对推进性能的影响比较明显，抛物形喷管的推进性能优于锥形喷管。
2011, 23.
摘要:
提出了利用光子晶体光纤空气孔塌缩技术制作光子晶体光纤表面等离子体共振传感器,构建了空气孔完全塌缩的光子晶体光纤表面等离子体共振传感器模型，并模拟计算了其中的表面等离子体共振效应。制作了全光纤化的波长检测型的光子晶体光纤表面等离子体共振传感器,利用超连续谱光源进行了相关实验。实验结果表明:以空气为待测环境介质时，对应的共振波长为465 nm，与理论计算相符合。
提出了利用光子晶体光纤空气孔塌缩技术制作光子晶体光纤表面等离子体共振传感器,构建了空气孔完全塌缩的光子晶体光纤表面等离子体共振传感器模型，并模拟计算了其中的表面等离子体共振效应。制作了全光纤化的波长检测型的光子晶体光纤表面等离子体共振传感器,利用超连续谱光源进行了相关实验。实验结果表明:以空气为待测环境介质时，对应的共振波长为465 nm，与理论计算相符合。
2011, 23.
摘要:
利用高功率钕玻璃激光器对7050铝合金表面进行了冲击处理，保持泵浦功率不变，用压电传感器和示波器测试了激光冲击产生的压力波形，用X射线应力测量仪测量了激光冲击后铝合金表面的残余应力，并用非接触式光学轮廓仪分析了激光冲击后铝合金的表面形貌，研究了放大自发辐射强度对激光冲击处理7050铝合金冲击压力、残余应力和粗糙度影响的微观机理。研究结果表明:在泵浦功率不变前提下，放大自发辐射强度的增大降低了激光冲击波压力，铝合金表面残余压应力也随之降低，同时铝合金表面粗糙度增大。
利用高功率钕玻璃激光器对7050铝合金表面进行了冲击处理，保持泵浦功率不变，用压电传感器和示波器测试了激光冲击产生的压力波形，用X射线应力测量仪测量了激光冲击后铝合金表面的残余应力，并用非接触式光学轮廓仪分析了激光冲击后铝合金的表面形貌，研究了放大自发辐射强度对激光冲击处理7050铝合金冲击压力、残余应力和粗糙度影响的微观机理。研究结果表明:在泵浦功率不变前提下，放大自发辐射强度的增大降低了激光冲击波压力，铝合金表面残余压应力也随之降低，同时铝合金表面粗糙度增大。
2011, 23.
摘要:
针对高热流密度器件的散热问题，设计了有扰流微细槽道散热器。采用去离子水为工作介质，对其内流动和换热特性进行实验研究，结果表明：流体流过槽道时单位长度压降与雷诺数成正比，扰流对槽道内压降特性影响较小；存在最佳的雷诺数使有无扰流情况下槽道内换热努谢尔特数差别最大，并拟合了不同情况下努谢尔特数和雷诺数的关系式；采用进口段无量纲加热长度分析发现，扰流导致流体的热进口段长度增加；分析压降和进口热阻特性可以发现，在槽道长度一定时存在最佳流速使带扰流的微槽道的性能最佳。
针对高热流密度器件的散热问题，设计了有扰流微细槽道散热器。采用去离子水为工作介质，对其内流动和换热特性进行实验研究，结果表明：流体流过槽道时单位长度压降与雷诺数成正比，扰流对槽道内压降特性影响较小；存在最佳的雷诺数使有无扰流情况下槽道内换热努谢尔特数差别最大，并拟合了不同情况下努谢尔特数和雷诺数的关系式；采用进口段无量纲加热长度分析发现，扰流导致流体的热进口段长度增加；分析压降和进口热阻特性可以发现，在槽道长度一定时存在最佳流速使带扰流的微槽道的性能最佳。
2011, 23.
摘要:
报道了一种基于低非线性系数光子晶体光纤的全光纤高效率超连续谱产生系统。将光纤锁模激光器输出的脉宽5 ps、重复频率20 MHz、平均功率50 mW的脉冲，输入到15 μm的大模场光纤中进行放大，通过与两级芯径较小的短光纤模场匹配缩小输出的模场直径后，输入到20 m低非线性系数的光子晶体光纤，获得的超连续谱波长覆盖范围宽于650～1 700 nm。输入光子晶体光纤的泵浦光功率为740 mW，输出超连续光功率为670 mW，转换效率大于90%。实验研究了超连续光谱展宽的过程，从理论上进行了分析解释。
报道了一种基于低非线性系数光子晶体光纤的全光纤高效率超连续谱产生系统。将光纤锁模激光器输出的脉宽5 ps、重复频率20 MHz、平均功率50 mW的脉冲，输入到15 μm的大模场光纤中进行放大，通过与两级芯径较小的短光纤模场匹配缩小输出的模场直径后，输入到20 m低非线性系数的光子晶体光纤，获得的超连续谱波长覆盖范围宽于650～1 700 nm。输入光子晶体光纤的泵浦光功率为740 mW，输出超连续光功率为670 mW，转换效率大于90%。实验研究了超连续光谱展宽的过程，从理论上进行了分析解释。
2011, 23.
摘要:
采用激射波长为808 nm的GaAs/AlGaAs梯度折射率波导分别限制单量子阱结构外延片，制备了沟道深度不同的半导体激光器阵列，并对载流子分布进行理论分析和模拟。理论和实验结果表明：引入脊形台面和隔离沟道后，激光器阵列的输出功率、电光转换效率、斜率效率和光谱特性均有显著提高。随着沟道的加深，对电流侧向扩散的限制作用增强，从而提高了阵列性能。
采用激射波长为808 nm的GaAs/AlGaAs梯度折射率波导分别限制单量子阱结构外延片，制备了沟道深度不同的半导体激光器阵列，并对载流子分布进行理论分析和模拟。理论和实验结果表明：引入脊形台面和隔离沟道后，激光器阵列的输出功率、电光转换效率、斜率效率和光谱特性均有显著提高。随着沟道的加深，对电流侧向扩散的限制作用增强，从而提高了阵列性能。
2011, 23.
摘要:
研究了啁啾堆积脉冲的时间精细结构与子脉冲带宽、相位、啁啾量等因素的关系。结果表明:随着子脉冲带宽的微小变化，啁啾堆积脉冲的峰值功率为相同输出能力窄带脉冲功率的1.5~3.0倍；当子脉冲间存在着随机相位扰动时，啁啾堆积的峰值功率约为相同输出能力窄带脉冲功率的3倍。建立了啁啾堆积脉冲的时空非线性传输放大模型，模拟得到堆积脉冲传输过程中的非线性增长因子，并与相同能量的窄带脉冲进行了比较，揭示了啁啾堆积脉冲在高功率激光装置中的传输放大过程中出现的一些新现象以及可能导致的后果。
研究了啁啾堆积脉冲的时间精细结构与子脉冲带宽、相位、啁啾量等因素的关系。结果表明:随着子脉冲带宽的微小变化，啁啾堆积脉冲的峰值功率为相同输出能力窄带脉冲功率的1.5~3.0倍；当子脉冲间存在着随机相位扰动时，啁啾堆积的峰值功率约为相同输出能力窄带脉冲功率的3倍。建立了啁啾堆积脉冲的时空非线性传输放大模型，模拟得到堆积脉冲传输过程中的非线性增长因子，并与相同能量的窄带脉冲进行了比较，揭示了啁啾堆积脉冲在高功率激光装置中的传输放大过程中出现的一些新现象以及可能导致的后果。
2011, 23.
摘要:
针对车载纯捷联惯性导航系统(SINS)导航精度随时间增长而降低的不足，提出了基于激光多普勒测速仪（LDV）这一新型速度传感器的组合导航方案。通过建立SINS/LDV组合导航系统的状态方程和量测方程，设计了系统的卡尔曼滤波器，并对组合导航系统进行了仿真模拟。结果表明：SINS/LDV组合方案能够有效减小SINS导航参数随时间的累积误差，可以实现全自主、高精度导航；当LDV测速精度为0.1%时，组合导航系统的位置精度提高了2个数量级，速度精度提高了1个数量级。
针对车载纯捷联惯性导航系统(SINS)导航精度随时间增长而降低的不足，提出了基于激光多普勒测速仪（LDV）这一新型速度传感器的组合导航方案。通过建立SINS/LDV组合导航系统的状态方程和量测方程，设计了系统的卡尔曼滤波器，并对组合导航系统进行了仿真模拟。结果表明：SINS/LDV组合方案能够有效减小SINS导航参数随时间的累积误差，可以实现全自主、高精度导航；当LDV测速精度为0.1%时，组合导航系统的位置精度提高了2个数量级，速度精度提高了1个数量级。
2011, 23.
摘要:
采用模态法分析了矩形亚波长石英闪耀光栅的设计原理，给出了1.06 μm工作波长的矩形亚波长石英闪耀光栅的设计示例。研究表明，要设计性能优良的-1级透射闪耀光栅，应使0/1阶传输模的累积相位差为π的奇数倍。设计的透射闪耀光栅能够使TM偏振光和TE偏振光获得近100%的-1级衍射效率，且具有较大的加工容差，较宽的入射波长和入射角变化适应范围。
采用模态法分析了矩形亚波长石英闪耀光栅的设计原理，给出了1.06 μm工作波长的矩形亚波长石英闪耀光栅的设计示例。研究表明，要设计性能优良的-1级透射闪耀光栅，应使0/1阶传输模的累积相位差为π的奇数倍。设计的透射闪耀光栅能够使TM偏振光和TE偏振光获得近100%的-1级衍射效率，且具有较大的加工容差，较宽的入射波长和入射角变化适应范围。
2011, 23.
摘要:
采用积分变换，推导出了双曲余弦高斯（ChG）列阵光束通过湍流大气传输的二阶矩束宽和角扩展的解析公式，给出了ChG列阵光束与一束高斯光束具有相同角扩展的条件。研究表明:相干合成的ChG列阵光束的角扩展比非相干合成的小，但是，非相干合成的ChG列阵光束的角扩展受湍流影响比相干合成ChG光束小；相干合成情况下，ChG列阵光束的角扩展随离心参数、束腰宽度和相对子光束间距的变化均出现振荡，但在湍流中的振荡减弱，非相干合成情况下，ChG列阵光束的角扩展与相对子光束间距和光束数无关。
采用积分变换，推导出了双曲余弦高斯（ChG）列阵光束通过湍流大气传输的二阶矩束宽和角扩展的解析公式，给出了ChG列阵光束与一束高斯光束具有相同角扩展的条件。研究表明:相干合成的ChG列阵光束的角扩展比非相干合成的小，但是，非相干合成的ChG列阵光束的角扩展受湍流影响比相干合成ChG光束小；相干合成情况下，ChG列阵光束的角扩展随离心参数、束腰宽度和相对子光束间距的变化均出现振荡，但在湍流中的振荡减弱，非相干合成情况下，ChG列阵光束的角扩展与相对子光束间距和光束数无关。
2011, 23.
摘要:
基于广义惠更斯-菲涅耳原理和Wigner分布函数二阶矩的定义，推导出直角坐标系下大气湍流中部分相干光的M2因子传输公式。以厄米-高斯（H-G）光束为例，给出了H-G光束通过大气湍流传输后M2因子的解析表达式，并采用Tatarskii谱，详细讨论了M2因子的主要影响因素。结果表明，M2因子主要由光束的束腰宽度、波长、光束阶数、大气湍流的折射率起伏结构常数和在湍流中传输距离决定。随着光束阶数、折射率起伏结构常数及传输距离的增大，M2因子明显增大，光束阶数越高，湍流对M2因子变化的影响越小。对于给定的传输距离，存在最佳初始束宽，使M2因子最小。
基于广义惠更斯-菲涅耳原理和Wigner分布函数二阶矩的定义，推导出直角坐标系下大气湍流中部分相干光的M2因子传输公式。以厄米-高斯（H-G）光束为例，给出了H-G光束通过大气湍流传输后M2因子的解析表达式，并采用Tatarskii谱，详细讨论了M2因子的主要影响因素。结果表明，M2因子主要由光束的束腰宽度、波长、光束阶数、大气湍流的折射率起伏结构常数和在湍流中传输距离决定。随着光束阶数、折射率起伏结构常数及传输距离的增大，M2因子明显增大，光束阶数越高，湍流对M2因子变化的影响越小。对于给定的传输距离，存在最佳初始束宽，使M2因子最小。
2011, 23.
摘要:
为改善大偏转角度的偏转像质，设计了一种高时间分辨、大扫描长度的扫描变像管电子光学和行波偏转系统。对变像管后加速技术进行了实验研究，结合图像外增强技术，解决了大面积扫描图像的探测灵敏度问题，达到了同时扩展扫描变像管的时间量程和提高时间分辨力的目的，研制出了宽时间量程、高时间分辨力的扫描变像管。初步实验表明，在量程为5 ns时，时间分辨力达到5 ps，也就是时间分辨力与时间量程之比达到1/1 000。
为改善大偏转角度的偏转像质，设计了一种高时间分辨、大扫描长度的扫描变像管电子光学和行波偏转系统。对变像管后加速技术进行了实验研究，结合图像外增强技术，解决了大面积扫描图像的探测灵敏度问题，达到了同时扩展扫描变像管的时间量程和提高时间分辨力的目的，研制出了宽时间量程、高时间分辨力的扫描变像管。初步实验表明，在量程为5 ns时，时间分辨力达到5 ps，也就是时间分辨力与时间量程之比达到1/1 000。
2011, 23.
摘要:
针对大功率LD的冷却需求，基于沸腾-空化耦合效应，研制了一种微通道相变热沉，封装腔长1.5 mm的LD线阵。依据加工条件确定通道宽度、深度以及间距，采用2维数值模型估算了通道长度，热沉材料采用无氧铜，多层叠焊，外形尺寸为20 mm×12 mm×1.6 mm。实验测试了连续功率LD输出0～100 W时的电光转换效率以及电流输出功率等特性，冷却工质采用R134a，磁驱齿轮泵电机转速50 r/s时热沉热阻为0.3 ℃/W。结果显示微通道相变热沉具有良好的散热能力，能够满足大功率LD的散热要求。
针对大功率LD的冷却需求，基于沸腾-空化耦合效应，研制了一种微通道相变热沉，封装腔长1.5 mm的LD线阵。依据加工条件确定通道宽度、深度以及间距，采用2维数值模型估算了通道长度，热沉材料采用无氧铜，多层叠焊，外形尺寸为20 mm×12 mm×1.6 mm。实验测试了连续功率LD输出0～100 W时的电光转换效率以及电流输出功率等特性，冷却工质采用R134a，磁驱齿轮泵电机转速50 r/s时热沉热阻为0.3 ℃/W。结果显示微通道相变热沉具有良好的散热能力，能够满足大功率LD的散热要求。
2011, 23.
摘要:
提出漫射红外成像-多点标校测量方法，用于测量强激光远场光束质量参数。在激光远场距离处设置漫反射靶板，用成像探测器摄取经靶面漫射的脉冲强激光光斑图像；在靶面中心处挖小孔，孔后放置能量探测器实时测量激光脉宽和峰值功率。同时对整个激光光斑图像进行能量定标，进而得出远场脉冲强激光的实际空间能量/功率分布、总能量,以及相应的光束质量参数。应用该测量方法，对高能TEA CO2激光进行测量研究，测得其远场光束截面半径为80.2 mm，发散角为1.55 mrad。
提出漫射红外成像-多点标校测量方法，用于测量强激光远场光束质量参数。在激光远场距离处设置漫反射靶板，用成像探测器摄取经靶面漫射的脉冲强激光光斑图像；在靶面中心处挖小孔，孔后放置能量探测器实时测量激光脉宽和峰值功率。同时对整个激光光斑图像进行能量定标，进而得出远场脉冲强激光的实际空间能量/功率分布、总能量,以及相应的光束质量参数。应用该测量方法，对高能TEA CO2激光进行测量研究，测得其远场光束截面半径为80.2 mm，发散角为1.55 mrad。
2011, 23.
摘要:
利用红外跟踪测量系统能够同时获取目标运动信息（包括方位角、俯仰角以及角速度）、目标信号幅度及其成像面积等，提出了一种基于多特征融合的弱红外运动目标跟踪方法。分析了红外成像系统中目标信号特点，得到目标的运动、幅度和面积具有一致性和连续性，符合高斯分布；采用概率数据关联滤波推导量测各特征的关联概率，并根据特征的波动状况确定多特征融合的加权系数，估计和更新目标运动状态。理论分析和实验结果表明:该方法的跟踪精度和稳定性都明显高于仅依靠运动特征关联和依靠运动特征和幅度特征关联的跟踪方法。
利用红外跟踪测量系统能够同时获取目标运动信息（包括方位角、俯仰角以及角速度）、目标信号幅度及其成像面积等，提出了一种基于多特征融合的弱红外运动目标跟踪方法。分析了红外成像系统中目标信号特点，得到目标的运动、幅度和面积具有一致性和连续性，符合高斯分布；采用概率数据关联滤波推导量测各特征的关联概率，并根据特征的波动状况确定多特征融合的加权系数，估计和更新目标运动状态。理论分析和实验结果表明:该方法的跟踪精度和稳定性都明显高于仅依靠运动特征关联和依靠运动特征和幅度特征关联的跟踪方法。
2011, 23.
摘要:
采用电子束蒸发的方式,制备了有氧化硅内保护层和没有氧化硅内保护层的1 064 nm高透过、532 nm高反射的HfO2/SiO2双色膜,测量了它们的光学性能以及在基频和倍频激光辐照下的抗损伤性能。结果表明:氧化硅内保护层提高了双色膜在基频光辐照下的损伤阈值，对双色膜在倍频光辐照下的损伤阈值无明显影响。通过观察薄膜的损伤形貌，分析破斑的深度信息结合驻波场分布，对两类双色膜在基频光和倍频光下的损伤机制做了初步探讨。分析表明:氧化硅内保护层提高了膜基界面的抗损伤性能，从而提高了双色膜在基频光下的损伤阈值。
采用电子束蒸发的方式,制备了有氧化硅内保护层和没有氧化硅内保护层的1 064 nm高透过、532 nm高反射的HfO2/SiO2双色膜,测量了它们的光学性能以及在基频和倍频激光辐照下的抗损伤性能。结果表明:氧化硅内保护层提高了双色膜在基频光辐照下的损伤阈值，对双色膜在倍频光辐照下的损伤阈值无明显影响。通过观察薄膜的损伤形貌，分析破斑的深度信息结合驻波场分布，对两类双色膜在基频光和倍频光下的损伤机制做了初步探讨。分析表明:氧化硅内保护层提高了膜基界面的抗损伤性能，从而提高了双色膜在基频光下的损伤阈值。
2011, 23.
摘要:
运用傅里叶光学分析法推导出系统抖动造成单个光源的相位和振幅发生波动时的远场光强表达式，以1维阵列为例分析了系统抖动对远场的影响。研究表明：随着参与合束的发光单元数目的增加，尖峰变锐,能量更集中;系统抖动引起了远场峰值光强的减少，出现了本底现象，破坏了远场的对称性和光束质量；激光阵列单个光源的相位随机抖动应该控制在3/8范围内;相干合束发光单元数目越多，系统抖动对远场的影响越小。
运用傅里叶光学分析法推导出系统抖动造成单个光源的相位和振幅发生波动时的远场光强表达式，以1维阵列为例分析了系统抖动对远场的影响。研究表明：随着参与合束的发光单元数目的增加，尖峰变锐,能量更集中;系统抖动引起了远场峰值光强的减少，出现了本底现象，破坏了远场的对称性和光束质量；激光阵列单个光源的相位随机抖动应该控制在3/8范围内;相干合束发光单元数目越多，系统抖动对远场的影响越小。
2011, 23.
摘要:
利用多极法计算了全固态光子带隙光纤第1带隙内不同波长处的基模模场分布，得到2维归一化光强分布特性。由于该光纤具有三角形(C6v)的对称结构，影响了光纤内的模场分布，为此计算了该结构两个具有代表性的方向上的模场分布，分析了带隙内两个不同的结构方向上的模场分布特性。结果表明，在长波长区域，两个方向上的模场半径并不相等，但都随波长的增加而减小，其变化规律与全内反射导光的光纤不同。
利用多极法计算了全固态光子带隙光纤第1带隙内不同波长处的基模模场分布，得到2维归一化光强分布特性。由于该光纤具有三角形(C6v)的对称结构，影响了光纤内的模场分布，为此计算了该结构两个具有代表性的方向上的模场分布，分析了带隙内两个不同的结构方向上的模场分布特性。结果表明，在长波长区域，两个方向上的模场半径并不相等，但都随波长的增加而减小，其变化规律与全内反射导光的光纤不同。
2011, 23.
摘要:
以CuSO4/sub>为前驱体，HCl为添加剂，采用电化学沉积方法，在室温条件下制得了μm级、面心立方结构分形铜的枝状晶体，研究了铜离子浓度、硫酸浓度、电流密度、沉积时间、氯离子浓度等实验参数对分形枝状铜晶体尺寸、结构的影响。结果表明：硫酸的浓度对铜沉积物结构无明显影响；随着Cu2+/sup>浓度的不断增大，铜沉积物的分形效果越来越明显；增大电流密度（0.4～1.6 A·cm-2/sup>），铜沉积物由致密向多分枝的开放型转变；延长沉积时间（大于等于5 min），可获得含大量次级分枝铜的晶体；适当增加盐酸用量（0.05～0.20 mol/L），铜沉积物枝晶尺寸显著减小。最后讨论了分形枝晶铜在碱性条件下氧化甲醇的电化学性能。
以CuSO4/sub>为前驱体，HCl为添加剂，采用电化学沉积方法，在室温条件下制得了μm级、面心立方结构分形铜的枝状晶体，研究了铜离子浓度、硫酸浓度、电流密度、沉积时间、氯离子浓度等实验参数对分形枝状铜晶体尺寸、结构的影响。结果表明：硫酸的浓度对铜沉积物结构无明显影响；随着Cu2+/sup>浓度的不断增大，铜沉积物的分形效果越来越明显；增大电流密度（0.4～1.6 A·cm-2/sup>），铜沉积物由致密向多分枝的开放型转变；延长沉积时间（大于等于5 min），可获得含大量次级分枝铜的晶体；适当增加盐酸用量（0.05～0.20 mol/L），铜沉积物枝晶尺寸显著减小。最后讨论了分形枝晶铜在碱性条件下氧化甲醇的电化学性能。
2011, 23.
摘要:
对多层介质反射膜与单层化学增透膜的损伤形貌、损伤过程及膜层的吸收特性进行了实验研究。结果表明：缺陷除了可以从其形态和光学特征分类外，还可以按缺陷的功能来划分，即以缺陷的损伤阈值来区分不同缺陷的抗激光损伤能力。通过对缺陷吸收率的测量，表明膜层的损伤阈值与缺陷的分布密度和热吸收具有显著的一致性。通过对损伤阈值分布曲线研究，可以有效地对缺陷进行分级判断，从而分析光学元件表面功能性缺陷的分布状况。
对多层介质反射膜与单层化学增透膜的损伤形貌、损伤过程及膜层的吸收特性进行了实验研究。结果表明：缺陷除了可以从其形态和光学特征分类外，还可以按缺陷的功能来划分，即以缺陷的损伤阈值来区分不同缺陷的抗激光损伤能力。通过对缺陷吸收率的测量，表明膜层的损伤阈值与缺陷的分布密度和热吸收具有显著的一致性。通过对损伤阈值分布曲线研究，可以有效地对缺陷进行分级判断，从而分析光学元件表面功能性缺陷的分布状况。
2011, 23.
摘要:
针对计算机控制光学表面成形中光学表面存在中高频误差的问题，提出了一种基于驻留时间补偿的有效控制方法。分析了抛光误差的形成机理和影响因素，对系统的误差影响因素进行分类和定量描述，构建了抛光过程中磨损影响因子、浓度变化影响因子和系统影响因子。基于各影响因素的影响因子对抛光驻留时间的求解函数进行了修正，提出采用离散最小二乘法对修正的函数求解驻留时间。研究表明：这种补偿方法能提高计算机控制光学表面成形技术中加工模型的精度，减小光学表面的残余误差。
针对计算机控制光学表面成形中光学表面存在中高频误差的问题，提出了一种基于驻留时间补偿的有效控制方法。分析了抛光误差的形成机理和影响因素，对系统的误差影响因素进行分类和定量描述，构建了抛光过程中磨损影响因子、浓度变化影响因子和系统影响因子。基于各影响因素的影响因子对抛光驻留时间的求解函数进行了修正，提出采用离散最小二乘法对修正的函数求解驻留时间。研究表明：这种补偿方法能提高计算机控制光学表面成形技术中加工模型的精度，减小光学表面的残余误差。
2011, 23.
摘要:
在激光等离子体相互作用实验中测量到的加速质子，来源于薄膜靶表面的碳氢沾染物。为了提供稳定充足的质子源，设计一种新的复合靶，在2.5 μm塑料溅射200 nm 金薄层形成双层靶，并在中等强度激光功率密度下开展研究，采用磁谱仪和CR-39探测器测量得到其能谱，结果表明：双层靶结构能够有效地增加质子的产额，并可能改善加速质子束的单能性。
在激光等离子体相互作用实验中测量到的加速质子，来源于薄膜靶表面的碳氢沾染物。为了提供稳定充足的质子源，设计一种新的复合靶，在2.5 μm塑料溅射200 nm 金薄层形成双层靶，并在中等强度激光功率密度下开展研究，采用磁谱仪和CR-39探测器测量得到其能谱，结果表明：双层靶结构能够有效地增加质子的产额，并可能改善加速质子束的单能性。
2011, 23.
摘要:
为增强聚苯乙烯(PS)与聚乙烯醇(PVA)之间的结合力，进而提高PS-VA双层空心微球存活率。利用臭氧化改性法在酸性介质中对聚苯乙烯薄膜进行表面改性，用红外光谱对处理后的表面进行了半定量的分析。结果表明：改性过后聚苯乙烯表面产生羟基、羰基等极性基团；接触角测试证明，处理后的表面由憎水变为亲水，并通过纳米压痕划痕法得到了处理前后PS与PVA薄膜之间的相互作用强度，臭氧化改性后PS与PVA膜间作用强度增大了40%。
为增强聚苯乙烯(PS)与聚乙烯醇(PVA)之间的结合力，进而提高PS-VA双层空心微球存活率。利用臭氧化改性法在酸性介质中对聚苯乙烯薄膜进行表面改性，用红外光谱对处理后的表面进行了半定量的分析。结果表明：改性过后聚苯乙烯表面产生羟基、羰基等极性基团；接触角测试证明，处理后的表面由憎水变为亲水，并通过纳米压痕划痕法得到了处理前后PS与PVA薄膜之间的相互作用强度，臭氧化改性后PS与PVA膜间作用强度增大了40%。
2011, 23.
摘要:
神光Ⅲ主机通用诊断搭载平台提供各种诊断系统送进和收回的搭载功能，便于诊断系统的拆装和维护保养，同时提供精确的径向、指向瞄准能力，能将诊断系统送至靶室内指定位置，并且能在不破坏靶室真空的状态下安装、调试和维护诊断系统。将通用诊断搭载平台安装在神光Ⅲ原型装置上进行精度检测，得到其真空状态下的径向、X和Y方向指向定位精度分别为36，13，8 μm，全行程的径向复位精度、X和Y方向指向复位精度分别达到20,30,12 μm。搭载分幅相机诊断包进行激光打靶考核，实验结果表明:其指向瞄准精度、真空性能、接口等均满足使用要求，并具备了对抗强电磁干扰与辐射的能力。
神光Ⅲ主机通用诊断搭载平台提供各种诊断系统送进和收回的搭载功能，便于诊断系统的拆装和维护保养，同时提供精确的径向、指向瞄准能力，能将诊断系统送至靶室内指定位置，并且能在不破坏靶室真空的状态下安装、调试和维护诊断系统。将通用诊断搭载平台安装在神光Ⅲ原型装置上进行精度检测，得到其真空状态下的径向、X和Y方向指向定位精度分别为36，13，8 μm，全行程的径向复位精度、X和Y方向指向复位精度分别达到20,30,12 μm。搭载分幅相机诊断包进行激光打靶考核，实验结果表明:其指向瞄准精度、真空性能、接口等均满足使用要求，并具备了对抗强电磁干扰与辐射的能力。
2011, 23.
摘要:
Fresnel波带片有多个焦点，作为单色器波长选择元件使用时会受到高级衍射的影响。而Gabor波带片只有一个焦点，有更好的聚焦特性，但制作难度较大，准随机点阵二值化Gabor波带片概念的提出则解决了这个问题。介绍了准随机点阵二值化Gabor波带片的设计，并利用优化的程序分别对Fresnel波带片和准随机点阵二值化Gabor波带片的聚焦特性进行了模拟计算，通过对计算结果进行分析比较，发现准随机点阵二值化Gabor波带片具有抑制高阶衍射的特性。
Fresnel波带片有多个焦点，作为单色器波长选择元件使用时会受到高级衍射的影响。而Gabor波带片只有一个焦点，有更好的聚焦特性，但制作难度较大，准随机点阵二值化Gabor波带片概念的提出则解决了这个问题。介绍了准随机点阵二值化Gabor波带片的设计，并利用优化的程序分别对Fresnel波带片和准随机点阵二值化Gabor波带片的聚焦特性进行了模拟计算，通过对计算结果进行分析比较，发现准随机点阵二值化Gabor波带片具有抑制高阶衍射的特性。
2011, 23.
摘要:
为了准确计算空间电荷效应,从库仑定律和电流连续性方程出发，通过求解带电粒子群在空间某点产生的电场，再考虑到一系列合理的近似，最后得到了轴对称圆柱导体构形的空间电荷限制流的2维一级近似公式,结果显示,对于有限平面的电荷限制流大于经典1维限制流。
为了准确计算空间电荷效应,从库仑定律和电流连续性方程出发，通过求解带电粒子群在空间某点产生的电场，再考虑到一系列合理的近似，最后得到了轴对称圆柱导体构形的空间电荷限制流的2维一级近似公式,结果显示,对于有限平面的电荷限制流大于经典1维限制流。
2011, 23.
摘要:
零维模型负载优化设计制作的单层和双层铝丝阵负载，在俄罗斯S-300强流发生器上，利用“狭缝+闪烁体+光电探测器”X光功率测量系统对X光辐射特性参数进行了诊断。实验获得单层丝阵负载的辐射功率为(0.31±0.19) TW，辐射总能量为(16.93±7.45) kJ，脉宽为(18.41±5.00) ns；双层丝阵负载的辐射功率为(0.37±0.12) TW，辐射总能量为(16.40±3.99) kJ，脉宽为(13.45±3.50) ns。实验结果表明，双层丝阵负载辐射功率高于单层19.4%，信号脉宽窄4.96 ns。
零维模型负载优化设计制作的单层和双层铝丝阵负载，在俄罗斯S-300强流发生器上，利用“狭缝+闪烁体+光电探测器”X光功率测量系统对X光辐射特性参数进行了诊断。实验获得单层丝阵负载的辐射功率为(0.31±0.19) TW，辐射总能量为(16.93±7.45) kJ，脉宽为(18.41±5.00) ns；双层丝阵负载的辐射功率为(0.37±0.12) TW，辐射总能量为(16.40±3.99) kJ，脉宽为(13.45±3.50) ns。实验结果表明，双层丝阵负载辐射功率高于单层19.4%，信号脉宽窄4.96 ns。
2011, 23.
摘要:
研究了聚苯乙烯塑料柱腔的两种制备方法：采用聚苯乙烯溶液旋转涂层和熔体浸涂。聚苯乙烯熔融后浸涂制备的塑料柱腔存在一定的结晶取向和很多气泡，去掉铜芯轴后，塑料柱腔因缺陷太多几乎不能保气，成品率非常低，不到10％。利用聚苯乙烯溶液通过多次旋转涂层和烘干过程制备的塑料柱腔具有很低的表面粗糙度，柱腔厚度为10～30 m，表面粗糙度5～20 nm，采用0.3～0.4 μm聚酰亚胺膜封口保气，气体介质为氪气，通过X射线荧光谱仪测量柱腔保气半寿命约24 h。采用保气罐储存和运输无源塑料柱腔充气靶，打靶时腔内气体密度可保持在初始状态的92％左右。
研究了聚苯乙烯塑料柱腔的两种制备方法：采用聚苯乙烯溶液旋转涂层和熔体浸涂。聚苯乙烯熔融后浸涂制备的塑料柱腔存在一定的结晶取向和很多气泡，去掉铜芯轴后，塑料柱腔因缺陷太多几乎不能保气，成品率非常低，不到10％。利用聚苯乙烯溶液通过多次旋转涂层和烘干过程制备的塑料柱腔具有很低的表面粗糙度，柱腔厚度为10～30 m，表面粗糙度5～20 nm，采用0.3～0.4 μm聚酰亚胺膜封口保气，气体介质为氪气，通过X射线荧光谱仪测量柱腔保气半寿命约24 h。采用保气罐储存和运输无源塑料柱腔充气靶，打靶时腔内气体密度可保持在初始状态的92％左右。
2011, 23.
摘要:
为实现单能质子对惯性约束聚变(ICF)内爆过程的诊断，使用FLUKA蒙特卡罗程序模拟分析了影响质子对内爆过程诊断的因素。通过设置不同初始质子数目，来分析质子产额对小球图像质量的影响，结果发现，要得到清晰图像，需要109的质子数。参照实验中常用的靶参数，模拟了直接驱动和间接驱动条件下的照相情况，分析了间接驱动情况下，金属腔对质子束的散射会造成内爆小球图像模糊，说明质子照相不适合间接驱动内爆。给出了一种时间分辨的质子照相方法，通过调整质子产生和内爆产生的时间差，实现了对内爆过程前后不同时刻的照相等。模拟表明，D3He反应产生的14.7 MeV的准单能质子具有的脉宽短、尺寸小的优点，可用于ICF内爆过程的动态照相。
为实现单能质子对惯性约束聚变(ICF)内爆过程的诊断，使用FLUKA蒙特卡罗程序模拟分析了影响质子对内爆过程诊断的因素。通过设置不同初始质子数目，来分析质子产额对小球图像质量的影响，结果发现，要得到清晰图像，需要109的质子数。参照实验中常用的靶参数，模拟了直接驱动和间接驱动条件下的照相情况，分析了间接驱动情况下，金属腔对质子束的散射会造成内爆小球图像模糊，说明质子照相不适合间接驱动内爆。给出了一种时间分辨的质子照相方法，通过调整质子产生和内爆产生的时间差，实现了对内爆过程前后不同时刻的照相等。模拟表明，D3He反应产生的14.7 MeV的准单能质子具有的脉宽短、尺寸小的优点，可用于ICF内爆过程的动态照相。
2011, 23.
摘要:
设计了3种耦合孔结构的大漂移管输入腔，分析比较了其冷腔场分布以及直流电子束通过输入腔间隙后的束流调制情况。计算结果表明：在工作模式下，开单扇形耦合孔和环形孔比开双扇形耦合孔的间隙场均匀；在大尺寸漂移管条件下，采用环形耦合孔输入腔的品质因数比单扇形耦合孔输入腔的小，环形耦合孔输入腔与微波注入波导匹配较好；在相同注入微波功率的情形下，环形耦合孔输入腔对种子源微波的吸收比单扇形耦合孔输入腔好且调制电流更大。
设计了3种耦合孔结构的大漂移管输入腔，分析比较了其冷腔场分布以及直流电子束通过输入腔间隙后的束流调制情况。计算结果表明：在工作模式下，开单扇形耦合孔和环形孔比开双扇形耦合孔的间隙场均匀；在大尺寸漂移管条件下，采用环形耦合孔输入腔的品质因数比单扇形耦合孔输入腔的小，环形耦合孔输入腔与微波注入波导匹配较好；在相同注入微波功率的情形下，环形耦合孔输入腔对种子源微波的吸收比单扇形耦合孔输入腔好且调制电流更大。
2011, 23.
摘要:
通过脑电长程相关性的分析，定量研究了35 GHz毫米波辐照大鼠时产生的应激反应。通过退趋势分析法，得到反映高频成分的标度指数，显示在辐照前该成分具有布朗噪声的特性,辐照时具有长程相关性;而反映低频成分的标度指数显示在辐照前该成分具有长程相关性，辐照时成为布朗噪声。引进应激指标参量低频成份标度指标数/高频成份标度指标数,用其值的平均变化率来衡量大鼠在35 GHz毫米波作用下应激反应的剧烈程度。通过计算得到辐照时应激指标参量增加了49.9%±13.6%，说明35 GHz毫米波辐照使得大鼠脑电的高频部分变得更加有序，而低频成分变得更加无序，表明大鼠受35 GHz毫米波辐照而产生了剧烈应激反应。
通过脑电长程相关性的分析，定量研究了35 GHz毫米波辐照大鼠时产生的应激反应。通过退趋势分析法，得到反映高频成分的标度指数，显示在辐照前该成分具有布朗噪声的特性,辐照时具有长程相关性;而反映低频成分的标度指数显示在辐照前该成分具有长程相关性，辐照时成为布朗噪声。引进应激指标参量低频成份标度指标数/高频成份标度指标数,用其值的平均变化率来衡量大鼠在35 GHz毫米波作用下应激反应的剧烈程度。通过计算得到辐照时应激指标参量增加了49.9%±13.6%，说明35 GHz毫米波辐照使得大鼠脑电的高频部分变得更加有序，而低频成分变得更加无序，表明大鼠受35 GHz毫米波辐照而产生了剧烈应激反应。
2011, 23.
摘要:
设计了一种高功率微波双波段同轴馈源，从理论分析和数值仿真两方面进行了验证。它采用同轴结构馈电，C波段的工作中心频率为4.15 GHz，利用加入轴向波纹的圆波导结构馈电；L波段的工作中心频率为1.75 GHz，利用同轴波导馈电。通过调整外筒半径的大小，可有效抑制低频段高阶模的传输，同时径向波纹结构可有效改善高频段微波的辐射特性。利用模式匹配法和组合散射矩阵理论对馈源结构进行了分析，理论计算和数值仿真结果具有良好的一致性，所设计的双波段馈源结构紧凑，副瓣电平低，E面和H面方向图等化特性良好。
设计了一种高功率微波双波段同轴馈源，从理论分析和数值仿真两方面进行了验证。它采用同轴结构馈电，C波段的工作中心频率为4.15 GHz，利用加入轴向波纹的圆波导结构馈电；L波段的工作中心频率为1.75 GHz，利用同轴波导馈电。通过调整外筒半径的大小，可有效抑制低频段高阶模的传输，同时径向波纹结构可有效改善高频段微波的辐射特性。利用模式匹配法和组合散射矩阵理论对馈源结构进行了分析，理论计算和数值仿真结果具有良好的一致性，所设计的双波段馈源结构紧凑，副瓣电平低，E面和H面方向图等化特性良好。
2011, 23.
摘要:
基于磁化等离子体本构方程，提出了一种截断各向异性色散介质的修正的各向异性完全匹配层(M-UPML)吸收边界算法。通过等效相对介电常数，将UPML推广到截断各向异性等离子体介质的情形，并推导了其时域有限差分方法(FDTD)迭代式。用该方法计算了半空间磁化与非磁化等离子体的反射系数，计算结果与解析解相一致，表明该吸收边界具有良好的吸收效果。
基于磁化等离子体本构方程，提出了一种截断各向异性色散介质的修正的各向异性完全匹配层(M-UPML)吸收边界算法。通过等效相对介电常数，将UPML推广到截断各向异性等离子体介质的情形，并推导了其时域有限差分方法(FDTD)迭代式。用该方法计算了半空间磁化与非磁化等离子体的反射系数，计算结果与解析解相一致，表明该吸收边界具有良好的吸收效果。
2011, 23.
摘要:
利用变分有效折射率法计算了TE基模和高阶模的光场分布，计算结果表明，该方法计算量小，精度高，为聚合物集成光电子器件中脊形光波导的理论分析与优化设计提供了简单高效的途径。利用有限差分束传播法对Mach-Zehnder波导的传播及损耗特性进行了理论分析，得到了不同Y分支角、波导宽度、波导间距时波导传输功率与距离的关系，优化得到的结构参数为：Y分支角1.1°，脊宽5 μm，波导间距20 μm。
利用变分有效折射率法计算了TE基模和高阶模的光场分布，计算结果表明，该方法计算量小，精度高，为聚合物集成光电子器件中脊形光波导的理论分析与优化设计提供了简单高效的途径。利用有限差分束传播法对Mach-Zehnder波导的传播及损耗特性进行了理论分析，得到了不同Y分支角、波导宽度、波导间距时波导传输功率与距离的关系，优化得到的结构参数为：Y分支角1.1°，脊宽5 μm，波导间距20 μm。
2011, 23.
摘要:
采用基于场匹配理论的数值计算和仿真技术对中心频率为0.225 THz的两路波导功率合成器的场分布特性及合成效率进行了研究。数值计算结果表明:随着两路输入波相位差的增大，合成波束的峰值场的幅值逐步减小；增加输入波导间隔板厚度，合成波束峰值场的位置逐步远离输入端口，使合成波导的长度增加；仿真和数值计算得到了基于一致的结果。仿真结果表明:当两路输入信号的相位差小于35°时，合成效率大于90%，带宽为10.000 GHz。
采用基于场匹配理论的数值计算和仿真技术对中心频率为0.225 THz的两路波导功率合成器的场分布特性及合成效率进行了研究。数值计算结果表明:随着两路输入波相位差的增大，合成波束的峰值场的幅值逐步减小；增加输入波导间隔板厚度，合成波束峰值场的位置逐步远离输入端口，使合成波导的长度增加；仿真和数值计算得到了基于一致的结果。仿真结果表明:当两路输入信号的相位差小于35°时，合成效率大于90%，带宽为10.000 GHz。
2011, 23.
摘要:
为获得直线加速器同轴负载材料FeSiAl的介电常数和磁导率，基于同轴传输反射法，利用矢量网络分析仪，对同轴负载磁性吸波材料FeSiAl的电磁参数进行了测试研究，同时利用电磁场分析软件Microwave Studio进行了测试仿真。研究表明，测量中加工样品与其夹具之间的装配间隙对电磁参数的测试值存在较大影响，进而制作了不同配比的FeSiAl微粉和固体石蜡混合样品，获得混合样品的稳定测试值。对求取电磁参数等效公式的适用性研究表明，Bruggeman，Looyenga，QCACP公式适用于描述该FeSiAl微粉的电磁特性，最后给出了FeSiAl材料的电磁参数。
为获得直线加速器同轴负载材料FeSiAl的介电常数和磁导率，基于同轴传输反射法，利用矢量网络分析仪，对同轴负载磁性吸波材料FeSiAl的电磁参数进行了测试研究，同时利用电磁场分析软件Microwave Studio进行了测试仿真。研究表明，测量中加工样品与其夹具之间的装配间隙对电磁参数的测试值存在较大影响，进而制作了不同配比的FeSiAl微粉和固体石蜡混合样品，获得混合样品的稳定测试值。对求取电磁参数等效公式的适用性研究表明，Bruggeman，Looyenga，QCACP公式适用于描述该FeSiAl微粉的电磁特性，最后给出了FeSiAl材料的电磁参数。
2011, 23.
摘要:
以常用的多单元超导腔预调谐方法为基础，搭建了一套完整的预调谐系统，并实现了超导腔预调谐测量的自动化。实验首先通过网络分析仪对超导腔进行测量，利用Labview进行数据采集，并协同控制步进电机。通过“拉小珠”的微扰法，测量沿小珠运动路径的场分布。编写了一套Java程序，通过矩阵运算，计算出9单元腔各个腔单元频率的校正量。根据计算结果对9单元腔的某个单元进行挤压或拉抻，经多次上述操作后，在较高精度范围内，可将9单元铜腔的每个腔单元调谐至预期的目标频率。
以常用的多单元超导腔预调谐方法为基础，搭建了一套完整的预调谐系统，并实现了超导腔预调谐测量的自动化。实验首先通过网络分析仪对超导腔进行测量，利用Labview进行数据采集，并协同控制步进电机。通过“拉小珠”的微扰法，测量沿小珠运动路径的场分布。编写了一套Java程序，通过矩阵运算，计算出9单元腔各个腔单元频率的校正量。根据计算结果对9单元腔的某个单元进行挤压或拉抻，经多次上述操作后，在较高精度范围内，可将9单元铜腔的每个腔单元调谐至预期的目标频率。
2011, 23.
摘要:
研制了上海光源同步辐射空间干涉仪，用于储存环束团横向截面尺寸及发射度的精确测量。对干涉仪工艺设计中的光路参数、关键设备选型、数据处理方法及数据采集处理软件结构进行了分析讨论。结合束流实验完成了系统调试及运行参数优化，结果表明，CCD增益系数与曝光时间设置对测量精度有显著影响，增益系数设为0 dB，曝光时间设为200 ms时,随机测量误差可控制在μm量级。对上海光源储存环横向束斑尺寸进行了精确测量，结果表明:空间相干度曲线近似为高斯分布，可以采用单一空间频率的相干度测量值进行快速束斑尺寸计算;水平束斑尺寸实测值为52.4 μm，与理论值预期值53.0 μm相比，差异小于2%;系统测量误差约为5.5%，主要误差来源为相干度随机测量误差。
研制了上海光源同步辐射空间干涉仪，用于储存环束团横向截面尺寸及发射度的精确测量。对干涉仪工艺设计中的光路参数、关键设备选型、数据处理方法及数据采集处理软件结构进行了分析讨论。结合束流实验完成了系统调试及运行参数优化，结果表明，CCD增益系数与曝光时间设置对测量精度有显著影响，增益系数设为0 dB，曝光时间设为200 ms时,随机测量误差可控制在μm量级。对上海光源储存环横向束斑尺寸进行了精确测量，结果表明:空间相干度曲线近似为高斯分布，可以采用单一空间频率的相干度测量值进行快速束斑尺寸计算;水平束斑尺寸实测值为52.4 μm，与理论值预期值53.0 μm相比，差异小于2%;系统测量误差约为5.5%，主要误差来源为相干度随机测量误差。
2011, 23.
摘要:
介绍了兰州重离子加速器冷却储存环上采用高级RISC微处理器(ARM)+现场可编程门阵列(FPGA)+DA/AD技术、状态空间方程方法实现对磁铁电源系统数字调节器的设计，它可以实现5阶及以下各阶的调节控制。运用ARM作为调节控制系统的核心处理器，完成系统的多线程任务处理。电源的精度调节通过FPGA和DA/AD相结合的技术来实现，通过千兆光纤接口实现外接数字信号处理器输入信号的直接传输。同时通过光电隔离器对叠加在输入/输出32 bit数字状态量的干扰脉冲进行抑制。经现场测试该调节器达到了加速器电源系统1×10-4量级的精度要求，并减少了电源系统的故障恢复时间。
介绍了兰州重离子加速器冷却储存环上采用高级RISC微处理器(ARM)+现场可编程门阵列(FPGA)+DA/AD技术、状态空间方程方法实现对磁铁电源系统数字调节器的设计，它可以实现5阶及以下各阶的调节控制。运用ARM作为调节控制系统的核心处理器，完成系统的多线程任务处理。电源的精度调节通过FPGA和DA/AD相结合的技术来实现，通过千兆光纤接口实现外接数字信号处理器输入信号的直接传输。同时通过光电隔离器对叠加在输入/输出32 bit数字状态量的干扰脉冲进行抑制。经现场测试该调节器达到了加速器电源系统1×10-4量级的精度要求，并减少了电源系统的故障恢复时间。
2011, 23.
摘要:
合肥光源的运行模式是多束团运行模式，光开关系统可以从多束团中选取单个束团提供给条纹相机测量和研究。由于条纹相机光阴极易损坏，光开关系统的使用，极大地降低了输入光功率，有效地保护了光阴极。介绍了光开关的工作原理，根据合肥光源光脉冲的波长、重复频率、束团尺寸以及束团长度，进行了光开关系统设计。介绍了电光调制器的特性、高压驱动单元和高速同步分频器的性能、系统准直和调试过程，并给出了示波器和条纹相机的测量结果。
合肥光源的运行模式是多束团运行模式，光开关系统可以从多束团中选取单个束团提供给条纹相机测量和研究。由于条纹相机光阴极易损坏，光开关系统的使用，极大地降低了输入光功率，有效地保护了光阴极。介绍了光开关的工作原理，根据合肥光源光脉冲的波长、重复频率、束团尺寸以及束团长度，进行了光开关系统设计。介绍了电光调制器的特性、高压驱动单元和高速同步分频器的性能、系统准直和调试过程，并给出了示波器和条纹相机的测量结果。
2011, 23.
摘要:
针对一台用于加速器驱动洁净核能源系统研究、高占空比的强流质子加速器，开展强流质子直线加速器束晕产生的研究工作，其中的束流剖面分布特别是束晕部分测量的束流诊断系统是研究工作的核心内容。束晕的产生在低能量段尤其重要，且对整个直线加速器的设计有重要影响。介绍了研究束晕增长的束流输运线和测量系统的布局设计，并根据所研究的加速器束流的情况进行束流剖面探测器和束晕测量的设计和预研，包括丝靶材料的模拟计算和选择、机械驱动的控制系统设计和研究、前端模拟电路的设计和仿真模拟、以及整个系统与EPICS和VxWorks的计算机控制接口等。
针对一台用于加速器驱动洁净核能源系统研究、高占空比的强流质子加速器，开展强流质子直线加速器束晕产生的研究工作，其中的束流剖面分布特别是束晕部分测量的束流诊断系统是研究工作的核心内容。束晕的产生在低能量段尤其重要，且对整个直线加速器的设计有重要影响。介绍了研究束晕增长的束流输运线和测量系统的布局设计，并根据所研究的加速器束流的情况进行束流剖面探测器和束晕测量的设计和预研，包括丝靶材料的模拟计算和选择、机械驱动的控制系统设计和研究、前端模拟电路的设计和仿真模拟、以及整个系统与EPICS和VxWorks的计算机控制接口等。
2011, 23.
摘要:
行波电子直线加速器运行时加速管腔体因铜损会产生不均匀的热变形和腔频率偏移。因无法获知腔频率的准确偏移值，设计加速管冷却系统的一种经验设计方法是控制管体温度离散度在3 ℃之内。提出并实现了一种以直接控制加速管腔体频率离散度为设计目标的方法。采用插值蒙皮曲面造型理论，依据温度场和热变形的有限元仿真结果，高精度重建出变形后的腔体3维实体模型。将其导入到电磁场分析软件微波工作室，解算出不均匀温度分布造成的热变形引起的各腔频率偏移，实现了热-结构-电磁场的耦合分析。以加速管腔体频率离散度最小为设计目标，获得冷却系统优化参数。相对于经验设计方法，可大大减小冷却水流量和水压差，节约运行成本。
行波电子直线加速器运行时加速管腔体因铜损会产生不均匀的热变形和腔频率偏移。因无法获知腔频率的准确偏移值，设计加速管冷却系统的一种经验设计方法是控制管体温度离散度在3 ℃之内。提出并实现了一种以直接控制加速管腔体频率离散度为设计目标的方法。采用插值蒙皮曲面造型理论，依据温度场和热变形的有限元仿真结果，高精度重建出变形后的腔体3维实体模型。将其导入到电磁场分析软件微波工作室，解算出不均匀温度分布造成的热变形引起的各腔频率偏移，实现了热-结构-电磁场的耦合分析。以加速管腔体频率离散度最小为设计目标，获得冷却系统优化参数。相对于经验设计方法，可大大减小冷却水流量和水压差，节约运行成本。
2011, 23.
摘要:
阐述了激光诱导击穿光谱技术的基本原理,分析了金属材料表面光学性质与激光诱导等离子体辐射强度的关系,建立了空气中进行等离子辐射研究的试验装置,测量了不同厚度碳层下激光等离子体的发射光谱强度。实验结果表明：当一束近红外高能量脉冲激光（能量为5 J）作用于覆盖有约18 μm厚度碳层的标钢样品时,激光等离子体的发射光谱强度提高了16%～22%；证明了金属样品表面覆盖碳层能够提高激光等离子体辐射强度。
阐述了激光诱导击穿光谱技术的基本原理,分析了金属材料表面光学性质与激光诱导等离子体辐射强度的关系,建立了空气中进行等离子辐射研究的试验装置,测量了不同厚度碳层下激光等离子体的发射光谱强度。实验结果表明：当一束近红外高能量脉冲激光（能量为5 J）作用于覆盖有约18 μm厚度碳层的标钢样品时,激光等离子体的发射光谱强度提高了16%～22%；证明了金属样品表面覆盖碳层能够提高激光等离子体辐射强度。
2011, 23.
摘要:
利用中子飞行时间技术和BC501A液体闪烁探测器的粒子分辨特性，测量了0°方向、20 MeV氘束轰击厚金属铍靶反应产生的中子源能谱，测量的中子能谱范围为0.7～25.0 MeV。在60°方向放置芪晶体闪烁探测器，由刻度好的BC501A液体闪烁探测器归一校正后，用于中子源强度监测。利用Be(d, n) 反应中子源，采用单粒子灵敏度标定方法，实验标定了0.75~15.75 MeV能量范围内的薄膜闪烁探测器中子能量响应曲线，实验结果与蒙特卡罗模拟计算结果在8%的不确定度范围内一致。
利用中子飞行时间技术和BC501A液体闪烁探测器的粒子分辨特性，测量了0°方向、20 MeV氘束轰击厚金属铍靶反应产生的中子源能谱，测量的中子能谱范围为0.7～25.0 MeV。在60°方向放置芪晶体闪烁探测器，由刻度好的BC501A液体闪烁探测器归一校正后，用于中子源强度监测。利用Be(d, n) 反应中子源，采用单粒子灵敏度标定方法，实验标定了0.75~15.75 MeV能量范围内的薄膜闪烁探测器中子能量响应曲线，实验结果与蒙特卡罗模拟计算结果在8%的不确定度范围内一致。
2011, 23.
摘要:
采用飞秒脉冲激光在空气条件下扫描处理镍片表面,制备了彩色镍。用扫描电子显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计、拉曼光谱仪等对其进行了表征。扫描电子显微镜测量显示，彩色镍表面出现了纳米激光诱导周期表面结构，结构周期为480～510 nm；紫外-可见-近红外分光光度计测量表明，彩色镍对波长为200～2 200 nm的光的反射率大大降低；拉曼谱表明样品表面形成了一定含量的氧化镍。
采用飞秒脉冲激光在空气条件下扫描处理镍片表面,制备了彩色镍。用扫描电子显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计、拉曼光谱仪等对其进行了表征。扫描电子显微镜测量显示，彩色镍表面出现了纳米激光诱导周期表面结构，结构周期为480～510 nm；紫外-可见-近红外分光光度计测量表明，彩色镍对波长为200～2 200 nm的光的反射率大大降低；拉曼谱表明样品表面形成了一定含量的氧化镍。
2011, 23.
摘要:
通过求解狄拉克方程，对强激光场下真空极化问题进行了研究。理论计算结果表明：在仅随时间变化的电场下，要激发狄拉克海中负能级的电子，需要两个阈值条件，即激光场的电场强度大于等于1016 V/cm和激光场的持续时间大于等于10-21 s。前者主要保证负能态电子有足够的能量跃迁到正能态，后者主要是保证电子在跃迁过程中动量亏损得以补偿。
通过求解狄拉克方程，对强激光场下真空极化问题进行了研究。理论计算结果表明：在仅随时间变化的电场下，要激发狄拉克海中负能级的电子，需要两个阈值条件，即激光场的电场强度大于等于1016 V/cm和激光场的持续时间大于等于10-21 s。前者主要保证负能态电子有足够的能量跃迁到正能态，后者主要是保证电子在跃迁过程中动量亏损得以补偿。
2011, 23.
摘要:
为了了解超高速碰撞产生等离子体的物理机制，采用理论方法对超高速碰撞LY12铝靶各物理过程的能量分配进行了分析，涉及到熔化相变、气化相变及等离子体形成过程的能量消耗。揭示了碰撞喷出物形成过程中各物理阶段对气化、等离子体形成的影响因素,包括碰撞的附加热机制、材料碰撞后等离子体羽的形成及等离子体羽膨胀的物理机制,并给出了模型描述。
为了了解超高速碰撞产生等离子体的物理机制，采用理论方法对超高速碰撞LY12铝靶各物理过程的能量分配进行了分析，涉及到熔化相变、气化相变及等离子体形成过程的能量消耗。揭示了碰撞喷出物形成过程中各物理阶段对气化、等离子体形成的影响因素,包括碰撞的附加热机制、材料碰撞后等离子体羽的形成及等离子体羽膨胀的物理机制,并给出了模型描述。
2011, 23.
摘要:
为深入了解负折射率媒质的奇异传输特性，基于斯涅耳折射原理，设计并加工了一种用于测试X波段（8.2~12.4 GHz）,以亚铁磁材料为基体,内嵌金属线阵列宏结构的负折射率介质样品折射特性的实验装置。分别测试了楔形石蜡样品和楔形负折射率介质样品在X波段的折射特性,对石蜡样品测试结果的分析证明了该折射特性测试装置的有效性，对负折射率介质样品测试结果的分析证明了合成介质确实具有负折射效应。通过电磁仿真方法，测试了平行板负折射率介质的波束位移特性，进一步证明了该种合成介质的负折射特性。
为深入了解负折射率媒质的奇异传输特性，基于斯涅耳折射原理，设计并加工了一种用于测试X波段（8.2~12.4 GHz）,以亚铁磁材料为基体,内嵌金属线阵列宏结构的负折射率介质样品折射特性的实验装置。分别测试了楔形石蜡样品和楔形负折射率介质样品在X波段的折射特性,对石蜡样品测试结果的分析证明了该折射特性测试装置的有效性，对负折射率介质样品测试结果的分析证明了合成介质确实具有负折射效应。通过电磁仿真方法，测试了平行板负折射率介质的波束位移特性，进一步证明了该种合成介质的负折射特性。
2011, 23.
摘要:
从252Cf中子源频谱测量系统的基本原理出发，针对中子脉冲序列本身“0，1”数据结构的特点，设计了自、互相关快速算法。采用LabVIEW多核处理器、多线程编程技术构建了基于LabVIEW的252Cf中子源频谱分析系统，不仅获得了自、互相关的快速计算结果，而且获得了自、互功率谱及谱密度比。研究结果表明：基于LabVIEW分析工具，既提升了自、互相关算法代码25%~35%的执行效率，又验证了LabVIEW用于进行频谱系统分析的可行性。
从252Cf中子源频谱测量系统的基本原理出发，针对中子脉冲序列本身“0，1”数据结构的特点，设计了自、互相关快速算法。采用LabVIEW多核处理器、多线程编程技术构建了基于LabVIEW的252Cf中子源频谱分析系统，不仅获得了自、互相关的快速计算结果，而且获得了自、互功率谱及谱密度比。研究结果表明：基于LabVIEW分析工具，既提升了自、互相关算法代码25%~35%的执行效率，又验证了LabVIEW用于进行频谱系统分析的可行性。
2011, 23.
摘要:
采用分子动力学模拟熔体旋淬技术的合金快淬过程，在不同的冷却速度下研究Ni-Co合金在快淬后的结构特征。模拟发现:Ni-Co二元合金的凝固过程对冷却速率的变化较为敏感，体系对形成非晶对冷却速率要求较高，约在80 K/ps以上，可以采用增加添加元素的方法来降低材料对冷却速率的要求；在75 K/ps的冷却速率下合金最终完全晶化，发生结构转变，而且在较低温度(375 K)下很明显。
采用分子动力学模拟熔体旋淬技术的合金快淬过程，在不同的冷却速度下研究Ni-Co合金在快淬后的结构特征。模拟发现:Ni-Co二元合金的凝固过程对冷却速率的变化较为敏感，体系对形成非晶对冷却速率要求较高，约在80 K/ps以上，可以采用增加添加元素的方法来降低材料对冷却速率的要求；在75 K/ps的冷却速率下合金最终完全晶化，发生结构转变，而且在较低温度(375 K)下很明显。
2011, 23.
摘要:
高频化是提升电源功率密度的有效方法。为了保护高频电容器充电电源中的开关器件，以串联谐振式电容器充电电源为基础,研究了绝缘栅双极晶体管(IGBT)尖峰电压的产生机理及影响因素。介绍了几种抑制尖峰电压的方法，着重分析了IGBT吸收电路的基本原理,并进行了参数设计。结合仿真软件,对吸收电路的参数进行了优化，将仿真结果和40 kW,50 kHz电容器充电电源样机的实验结果进行对比，验证了提出方案的可行性。
高频化是提升电源功率密度的有效方法。为了保护高频电容器充电电源中的开关器件，以串联谐振式电容器充电电源为基础,研究了绝缘栅双极晶体管(IGBT)尖峰电压的产生机理及影响因素。介绍了几种抑制尖峰电压的方法，着重分析了IGBT吸收电路的基本原理,并进行了参数设计。结合仿真软件,对吸收电路的参数进行了优化，将仿真结果和40 kW,50 kHz电容器充电电源样机的实验结果进行对比，验证了提出方案的可行性。
2011, 23.
摘要:
为了验证在空气状态下电晕稳定开关的重复频率特性，对自行研制的盘式触发三电极电晕稳定开关的工作特性进行了实验研究，并分析了实验结果。结果表明,在空气状态下，开关具有良好的触发特性，开关抖动和导通时延最小可以分别控制在4, 36 ns；同时，还可以通过减小触发间隙，进一步减小开关的导通时延和增加开关的稳定性。
为了验证在空气状态下电晕稳定开关的重复频率特性，对自行研制的盘式触发三电极电晕稳定开关的工作特性进行了实验研究，并分析了实验结果。结果表明,在空气状态下，开关具有良好的触发特性，开关抖动和导通时延最小可以分别控制在4, 36 ns；同时，还可以通过减小触发间隙，进一步减小开关的导通时延和增加开关的稳定性。
2011, 23.
摘要:
针对脉冲激光引信应用于中小口径常规弹药过程，由于体积严格受限而造成引信内部电磁干扰严重的问题，结合发射、接收模块工作原理，说明在其内部采取电磁干扰抑制措施的必要性。通过分析发射、接收模块电磁干扰产生机理，提出采用双重屏蔽方法抑制辐射干扰，采用线性阻抗稳定网络、缓冲网络和共差模合成扼流圈结合的多重滤波技术抑制传导干扰。对各措施作用效果进行仿真与实验，结果表明：厚度为1.55 mm钢材料对辐射干扰具有良好屏蔽效果；接收模块输出干扰信号峰峰值减小至70 mV,约为原干扰信号的1/40。这些方法大幅度降低了脉冲激光引信内部的电磁干扰，且工作稳定可靠。
针对脉冲激光引信应用于中小口径常规弹药过程，由于体积严格受限而造成引信内部电磁干扰严重的问题，结合发射、接收模块工作原理，说明在其内部采取电磁干扰抑制措施的必要性。通过分析发射、接收模块电磁干扰产生机理，提出采用双重屏蔽方法抑制辐射干扰，采用线性阻抗稳定网络、缓冲网络和共差模合成扼流圈结合的多重滤波技术抑制传导干扰。对各措施作用效果进行仿真与实验，结果表明：厚度为1.55 mm钢材料对辐射干扰具有良好屏蔽效果；接收模块输出干扰信号峰峰值减小至70 mV,约为原干扰信号的1/40。这些方法大幅度降低了脉冲激光引信内部的电磁干扰，且工作稳定可靠。
2011, 23.
摘要:
根据等效电路模型，建立了单级螺线管型爆磁压缩发生器运行期间的电路方程，得到了回路电流表达式。采用0维电路模型计算电路参数，得到了电感和电阻计算公式。根据等效电路方程和电路参数计算公式，编写了一套计算编码，计算发生器充电过程和运行过程中发生器电路参数、内部电压、输出电流和能量、导线电导率和温度等参数的变化。与实验数据对比表明，该计算模型能准确预测单级螺线管型爆磁压缩发生器性能，对发生器的设计具有实际意义。
根据等效电路模型，建立了单级螺线管型爆磁压缩发生器运行期间的电路方程，得到了回路电流表达式。采用0维电路模型计算电路参数，得到了电感和电阻计算公式。根据等效电路方程和电路参数计算公式，编写了一套计算编码，计算发生器充电过程和运行过程中发生器电路参数、内部电压、输出电流和能量、导线电导率和温度等参数的变化。与实验数据对比表明，该计算模型能准确预测单级螺线管型爆磁压缩发生器性能，对发生器的设计具有实际意义。
2011, 23.
摘要:
在理论分析分数比脉冲变压器输出脉冲上升时间与变压器次级绕组匝数、磁芯截面积和伏秒积等参数关系的基础上，设计建造了一台初次级等效比为1∶43.4分数比脉冲变压器，等效到次级的漏感为157.3 μH，分布电容为412.4 pF。低电压实验得到负载上的脉冲上升时间为894 ns，高电压实验得到负载上的脉冲上升时间为917 ns，电压幅值42.7 kV，表明所设计建造的分数比脉冲变压器达到了设计要求。
在理论分析分数比脉冲变压器输出脉冲上升时间与变压器次级绕组匝数、磁芯截面积和伏秒积等参数关系的基础上，设计建造了一台初次级等效比为1∶43.4分数比脉冲变压器，等效到次级的漏感为157.3 μH，分布电容为412.4 pF。低电压实验得到负载上的脉冲上升时间为894 ns，高电压实验得到负载上的脉冲上升时间为917 ns，电压幅值42.7 kV，表明所设计建造的分数比脉冲变压器达到了设计要求。
2011, 23.
摘要:
为实现脉冲功率源小型化，设计了一种螺旋形薄膜介质Blumlein线，应用火花隙开关对其进行了放电实验研究，并对负载电压波形进行了分析。结果表明，开关电感会减缓脉冲前沿，电极直流阻抗使得负载输出电压效率显著降低，波形平顶趋于减小，分布电容耦合造成负载电压的预脉冲，而均压层不会影响传输特性，不会对负载电压波形造成影响。
为实现脉冲功率源小型化，设计了一种螺旋形薄膜介质Blumlein线，应用火花隙开关对其进行了放电实验研究，并对负载电压波形进行了分析。结果表明，开关电感会减缓脉冲前沿，电极直流阻抗使得负载输出电压效率显著降低，波形平顶趋于减小，分布电容耦合造成负载电压的预脉冲，而均压层不会影响传输特性，不会对负载电压波形造成影响。
2011, 23.
摘要:
设计了基于Blumlein 脉冲形成网络的直线变压器驱动源单元模块。双路阻抗各为20 Ω的Blumlein 脉冲形成网络对称连接于直线变压器驱动源(LTD)的初级绕组上，此种接法降低了脉冲形成网络(PFN)的设计难度，有利于形成更好的脉冲。在LTD次级绕组所接的10 Ω匹配负载上输出高压脉冲，实验结果表明，单个LTD模块输出脉冲半高宽约200 ns，前沿约为55 ns，平顶约为100 ns。
设计了基于Blumlein 脉冲形成网络的直线变压器驱动源单元模块。双路阻抗各为20 Ω的Blumlein 脉冲形成网络对称连接于直线变压器驱动源(LTD)的初级绕组上，此种接法降低了脉冲形成网络(PFN)的设计难度，有利于形成更好的脉冲。在LTD次级绕组所接的10 Ω匹配负载上输出高压脉冲，实验结果表明，单个LTD模块输出脉冲半高宽约200 ns，前沿约为55 ns，平顶约为100 ns。
2011, 23.
摘要:
针对一种用于快前沿直线脉冲变压器（FLTD）的堆栈式多间隙气体开关，研究了电极表面粗糙度、电场不均匀系数、放电电流、气体压强等因素对开关自击穿电压分散性的影响。电极表面粗糙度0.1~0.8 μm时，击穿电压平均值没有明显变化，击穿电压分散性小于1.5%；电场不均匀系数为1.20和1.30时，电极烧蚀均匀，开关自击穿电压分散性小于2.0%；放电电流由1.1 kA增加到30.0 kA时，击穿电压的分散性增加了约2倍，电极烧蚀的作用明显增强；工作气压由0.04 MPa增加到0.30 MPa，击穿电压的分散性由1.5%增加到36%。初步分析了降低开关自击穿电压分散性的途径和方法。
针对一种用于快前沿直线脉冲变压器（FLTD）的堆栈式多间隙气体开关，研究了电极表面粗糙度、电场不均匀系数、放电电流、气体压强等因素对开关自击穿电压分散性的影响。电极表面粗糙度0.1~0.8 μm时，击穿电压平均值没有明显变化，击穿电压分散性小于1.5%；电场不均匀系数为1.20和1.30时，电极烧蚀均匀，开关自击穿电压分散性小于2.0%；放电电流由1.1 kA增加到30.0 kA时，击穿电压的分散性增加了约2倍，电极烧蚀的作用明显增强；工作气压由0.04 MPa增加到0.30 MPa，击穿电压的分散性由1.5%增加到36%。初步分析了降低开关自击穿电压分散性的途径和方法。
2011, 23.
摘要:
为更加高效地评价自愈式高储能密度金属化膜脉冲电容器的可靠性水平，提出了一种基于步降加速退化试验的金属化膜脉冲电容器可靠性评估算法。对步降加速退化试验进行了阐述，深入探讨了可靠性评估中的关键步骤——试验数据折算过程。在此基础上，提出了基于伪失效寿命的步降加速退化可靠性评估算法和基于随机退化轨迹的步降加速退化可靠性评估算法，最后利用具体实例对该方法的有效性进行了验证。结果表明，与现有方法相比，该方法在保证评估精度的基础上，试验时间可以缩短45%。
为更加高效地评价自愈式高储能密度金属化膜脉冲电容器的可靠性水平，提出了一种基于步降加速退化试验的金属化膜脉冲电容器可靠性评估算法。对步降加速退化试验进行了阐述，深入探讨了可靠性评估中的关键步骤——试验数据折算过程。在此基础上，提出了基于伪失效寿命的步降加速退化可靠性评估算法和基于随机退化轨迹的步降加速退化可靠性评估算法，最后利用具体实例对该方法的有效性进行了验证。结果表明，与现有方法相比，该方法在保证评估精度的基础上，试验时间可以缩短45%。
2011, 23.
摘要:
在理论分析分数比脉冲变压器输出脉冲上升时间与变压器次级绕组匝数、磁芯截面积和伏秒积等参数关系的基础上，设计建造了一台初次级等效比为1∶43.4分数比脉冲变压器，等效到次级的漏感为157.3 μH，分布电容为412.4 pF。低电压实验得到负载上的脉冲上升时间为894 ns，高电压实验得到负载上的脉冲上升时间为917 ns，电压幅值42.7 kV，表明所设计建造的分数比脉冲变压器达到了设计要求。
在理论分析分数比脉冲变压器输出脉冲上升时间与变压器次级绕组匝数、磁芯截面积和伏秒积等参数关系的基础上，设计建造了一台初次级等效比为1∶43.4分数比脉冲变压器，等效到次级的漏感为157.3 μH，分布电容为412.4 pF。低电压实验得到负载上的脉冲上升时间为894 ns，高电压实验得到负载上的脉冲上升时间为917 ns，电压幅值42.7 kV，表明所设计建造的分数比脉冲变压器达到了设计要求。
