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RSS2011年 23卷 第07期
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2011, 23.
摘要:
评述了快Z箍缩中子产生及诊断的最新进展，介绍了聚变裂变混合堆原理与结构。概述了混合堆界面的磁绝缘传输线(MITL)和碎片防护罩设计，提出了MITL电流压力建模思路，提出了PTS装置上MITL翻转柱孔汇流结构(PHC)及同轴延伸方式，这两种配置方式简便、易行。
评述了快Z箍缩中子产生及诊断的最新进展，介绍了聚变裂变混合堆原理与结构。概述了混合堆界面的磁绝缘传输线(MITL)和碎片防护罩设计，提出了MITL电流压力建模思路，提出了PTS装置上MITL翻转柱孔汇流结构(PHC)及同轴延伸方式，这两种配置方式简便、易行。
2011, 23.
摘要:
固体激光的一个重大发展方向和目标是实现“三高”(高平均功率、高光束质量和高效率)激光同时输出，结合相关研究工作和进展，着重论述了固体激光输出功率和光束质量的关系，给出了功率升高、光束质量非线性下降是当前“三高”固体激光研究的一个基本科学技术问题。围绕这一基本问题，评述了一些重要技术途径和手段，并探讨了实现高平均功率高光束质量固体激光输出的可能有效途径。
固体激光的一个重大发展方向和目标是实现“三高”(高平均功率、高光束质量和高效率)激光同时输出，结合相关研究工作和进展，着重论述了固体激光输出功率和光束质量的关系，给出了功率升高、光束质量非线性下降是当前“三高”固体激光研究的一个基本科学技术问题。围绕这一基本问题，评述了一些重要技术途径和手段，并探讨了实现高平均功率高光束质量固体激光输出的可能有效途径。
2011, 23.
摘要:
为进一步提高氧碘化学激光器效率，提出一种不改变激光器结构，仅变换主副载气的方法。在增益区长度为11.7 cm的激光器上进行实验，以N2, Ar和CO2做为氧碘化学激光器的主载气或副载气，对激光器的输出功率和化学效率进行了研究。实验结果表明，平均分子质量改变对主副气流的混合是有利的，因而可以提高激光器的输出效率。当N2为主载气，Ar为副载气时，激光器输出功率和化学效率最高，分别达到3.09 kW，30.2%。
为进一步提高氧碘化学激光器效率，提出一种不改变激光器结构，仅变换主副载气的方法。在增益区长度为11.7 cm的激光器上进行实验，以N2, Ar和CO2做为氧碘化学激光器的主载气或副载气，对激光器的输出功率和化学效率进行了研究。实验结果表明，平均分子质量改变对主副气流的混合是有利的，因而可以提高激光器的输出效率。当N2为主载气，Ar为副载气时，激光器输出功率和化学效率最高，分别达到3.09 kW，30.2%。
2011, 23.
摘要:
设计了一种基于相变冷却方式工作的大功率二极管激光器，该激光器的散热器是基于节流式喷射微槽道相变冷却的原理，使冷却液在微槽中的气化率达到了70%，大幅度提高了冷却效果，减小了冷却液流量，在同样制冷功率条件下，冷却液流量仅为水冷方式的1/10。利用相变冷却器进行了背冷式半导体激光器叠阵封装工艺的研究，采用复合热沉与AuSn硬焊料结合的新型封装工艺，完成了准连续3 kW叠阵的封装。实验测试表明，单元叠阵的输出功率达到3.01 kW，占空比10%，封装间距为1.3 mm，光谱宽度小于3.5 nm。最大功率输出时所需R134a冷却液的流量仅为110 mL/min。
设计了一种基于相变冷却方式工作的大功率二极管激光器，该激光器的散热器是基于节流式喷射微槽道相变冷却的原理，使冷却液在微槽中的气化率达到了70%，大幅度提高了冷却效果，减小了冷却液流量，在同样制冷功率条件下，冷却液流量仅为水冷方式的1/10。利用相变冷却器进行了背冷式半导体激光器叠阵封装工艺的研究，采用复合热沉与AuSn硬焊料结合的新型封装工艺，完成了准连续3 kW叠阵的封装。实验测试表明，单元叠阵的输出功率达到3.01 kW，占空比10%，封装间距为1.3 mm，光谱宽度小于3.5 nm。最大功率输出时所需R134a冷却液的流量仅为110 mL/min。
2011, 23.
摘要:
利用搭建的一套激光击穿光谱测量土壤样品的实验系统，对三峡坝区香溪河段八字门滑坡滑带土壤进行了探测研究。在同一纬度不同海拔高度选取了5个地点采取了土壤样品，对5个样品进行了实验测量，得到了这些土壤样品的光谱图,并对其中的Mg，Al，Si，K等元素进行了定性和定量分析。结果表明，这些元素随着海拔的降低，其含量也逐渐降低。
利用搭建的一套激光击穿光谱测量土壤样品的实验系统，对三峡坝区香溪河段八字门滑坡滑带土壤进行了探测研究。在同一纬度不同海拔高度选取了5个地点采取了土壤样品，对5个样品进行了实验测量，得到了这些土壤样品的光谱图,并对其中的Mg，Al，Si，K等元素进行了定性和定量分析。结果表明，这些元素随着海拔的降低，其含量也逐渐降低。
2011, 23.
摘要:
为了实现小口径干涉仪对大口径光学元件的低成本、高分辨力检测，可采用子孔径拼接方法。在对拼接算法进行改进的基础上，开发了拼接检测软件;建立了一套拼接检测系统，开展了大口径平面光学元件的子孔径拼接检测实验研究。利用9个60 mm×60 mm子孔径拼接来检测120 mm×120 mm的光学元件，检测结果表明:峰谷值误差为2.37%，均方根值误差仅为0.27%。
为了实现小口径干涉仪对大口径光学元件的低成本、高分辨力检测，可采用子孔径拼接方法。在对拼接算法进行改进的基础上，开发了拼接检测软件;建立了一套拼接检测系统，开展了大口径平面光学元件的子孔径拼接检测实验研究。利用9个60 mm×60 mm子孔径拼接来检测120 mm×120 mm的光学元件，检测结果表明:峰谷值误差为2.37%，均方根值误差仅为0.27%。
2011, 23.
摘要:
根据磁瓶飞行时间谱仪磁场系统的基本要求，设计了一套符合其使用的复合磁场系统。最高强度达1.2 T的强非均匀磁场部分由永久磁铁和结构经过优化的截圆锥状磁极靴所产生。永久磁铁为N52系列NdFeB，磁极靴材料为高磁导率珀明德合金。强度为1.0×10-3 T的弱均匀引导磁场由半径为3 cm、长度为3 m螺线管提供。磁极靴与螺线管之间的距离为5 cm。
根据磁瓶飞行时间谱仪磁场系统的基本要求，设计了一套符合其使用的复合磁场系统。最高强度达1.2 T的强非均匀磁场部分由永久磁铁和结构经过优化的截圆锥状磁极靴所产生。永久磁铁为N52系列NdFeB，磁极靴材料为高磁导率珀明德合金。强度为1.0×10-3 T的弱均匀引导磁场由半径为3 cm、长度为3 m螺线管提供。磁极靴与螺线管之间的距离为5 cm。
2011, 23.
摘要:
借助现有的流体力学分析软件，运用用户自定义函数的方式，建立了一套完整的光场流场耦合相互作用仿真模型。针对一种特殊的激光内传输通道，对光场流场耦合相互作用的气体热效应问题进行了仿真计算。仿真结果表明:通道内气体速度分布是非常不均匀的，但在无激光加热时，气体密度基本保持均匀分布；将激光加热效应引入到流场以后，气体密度分布会发生明显变化；激光加热引起的气体非均匀密度分布使得激光通过传输通道后，产生双鱼眼型结构的光场相位分布。
借助现有的流体力学分析软件，运用用户自定义函数的方式，建立了一套完整的光场流场耦合相互作用仿真模型。针对一种特殊的激光内传输通道，对光场流场耦合相互作用的气体热效应问题进行了仿真计算。仿真结果表明:通道内气体速度分布是非常不均匀的，但在无激光加热时，气体密度基本保持均匀分布；将激光加热效应引入到流场以后，气体密度分布会发生明显变化；激光加热引起的气体非均匀密度分布使得激光通过传输通道后，产生双鱼眼型结构的光场相位分布。
2011, 23.
摘要:
将一种矩阵算法拓展应用于数值求解多模耦合模微分方程, 并使用该矩阵算法对大模场啁啾光纤光栅的光谱特性进行了理论研究。结果表明, 大模场多模光纤光栅因模式的自耦合和互耦合而使反射谱存在多个反射峰, 这与单模光纤光栅的反射谱不同。由于光栅周期存在啁啾, 大模场光纤光栅的反射峰分裂, 且峰值反射率减小。使用高斯切趾函数可使反射峰分裂在一定程度上得到改善。
将一种矩阵算法拓展应用于数值求解多模耦合模微分方程, 并使用该矩阵算法对大模场啁啾光纤光栅的光谱特性进行了理论研究。结果表明, 大模场多模光纤光栅因模式的自耦合和互耦合而使反射谱存在多个反射峰, 这与单模光纤光栅的反射谱不同。由于光栅周期存在啁啾, 大模场光纤光栅的反射峰分裂, 且峰值反射率减小。使用高斯切趾函数可使反射峰分裂在一定程度上得到改善。
2011, 23.
摘要:
对超高速摄影仪转镜进行了谐响应数值分析，得到转镜在正弦周期激励下的幅频响应曲线、应力等值线图。转镜的幅频响应曲线在354 Hz处出现峰值，一阶扭转和二阶弯曲共振带出现了叠加，在1 600 Hz处曲线有细微的波动，转镜在一阶弯曲共振点处的幅频曲线幅值远大于其在1 600 Hz处的幅值，共振点处的等效应力是其匀速运转时的358倍。在转镜试验测试系统上测得的转镜幅频曲线在297 Hz 和355 Hz处均出现了峰值，数值解和实验结果能够很好地吻合。这说明转镜的一阶弯曲固有频率共振带是转镜的危险速度带，一阶弯曲是转镜出现动力学破坏的主要原因。仿真结果与实验结果的一致性表明，利用数值方法预测转镜的设计能否成功克服受迫振动引起的破坏是有效的。
对超高速摄影仪转镜进行了谐响应数值分析，得到转镜在正弦周期激励下的幅频响应曲线、应力等值线图。转镜的幅频响应曲线在354 Hz处出现峰值，一阶扭转和二阶弯曲共振带出现了叠加，在1 600 Hz处曲线有细微的波动，转镜在一阶弯曲共振点处的幅频曲线幅值远大于其在1 600 Hz处的幅值，共振点处的等效应力是其匀速运转时的358倍。在转镜试验测试系统上测得的转镜幅频曲线在297 Hz 和355 Hz处均出现了峰值，数值解和实验结果能够很好地吻合。这说明转镜的一阶弯曲固有频率共振带是转镜的危险速度带，一阶弯曲是转镜出现动力学破坏的主要原因。仿真结果与实验结果的一致性表明，利用数值方法预测转镜的设计能否成功克服受迫振动引起的破坏是有效的。
2011, 23.
摘要:
推导出矩形分布高斯-谢尔模型（GSM）列阵光束通过湍流大气传输的等效曲率半径的解析表达式。研究表明，等效曲率半径由湍流强度、GSM列阵光束参数及光束的叠加方式等因素共同确定。湍流使得等效曲率半径减小，但湍流对交叉谱密度函数叠加时等效曲率半径的影响要比光强叠加时大。在自由空间中，交叉谱密度函数叠加时GSM列阵光束的等效曲率半径要比光强叠加时的大。但是，随着湍流的增强，交叉谱密度函数叠加时GSM列阵光束的等效曲率半径可以大于、等于或小于光强叠加时的等效曲率半径。此外，若光束相干参数和子光束数目越大，则等效曲率半径受湍流的影响越大。GSM列阵光束的等效曲率半径受湍流的影响比高斯列阵光束要小。
推导出矩形分布高斯-谢尔模型（GSM）列阵光束通过湍流大气传输的等效曲率半径的解析表达式。研究表明，等效曲率半径由湍流强度、GSM列阵光束参数及光束的叠加方式等因素共同确定。湍流使得等效曲率半径减小，但湍流对交叉谱密度函数叠加时等效曲率半径的影响要比光强叠加时大。在自由空间中，交叉谱密度函数叠加时GSM列阵光束的等效曲率半径要比光强叠加时的大。但是，随着湍流的增强，交叉谱密度函数叠加时GSM列阵光束的等效曲率半径可以大于、等于或小于光强叠加时的等效曲率半径。此外，若光束相干参数和子光束数目越大，则等效曲率半径受湍流的影响越大。GSM列阵光束的等效曲率半径受湍流的影响比高斯列阵光束要小。
2011, 23.
摘要:
利用快速傅里叶变换算法和薄层增益近似方法，在Matlab计算平台上，对大长宽比正支共焦有源谐振腔进行了数值模拟。得到了长宽比为3.6∶1的大功率化学激光器输出的近场模式强度和相位分布，以及理想聚焦下的远场光斑的强度分布。给出了由非均匀增益引起的强度分布不均对远场光斑的影响。得到的近场图像结果和实验结果基本一致，表明本方法可以对大长宽比矩形腔的输出模式进行仿真，从而为激光器的光束质量改善提供计算参考。
利用快速傅里叶变换算法和薄层增益近似方法，在Matlab计算平台上，对大长宽比正支共焦有源谐振腔进行了数值模拟。得到了长宽比为3.6∶1的大功率化学激光器输出的近场模式强度和相位分布，以及理想聚焦下的远场光斑的强度分布。给出了由非均匀增益引起的强度分布不均对远场光斑的影响。得到的近场图像结果和实验结果基本一致，表明本方法可以对大长宽比矩形腔的输出模式进行仿真，从而为激光器的光束质量改善提供计算参考。
2011, 23.
摘要:
分析了锥台光纤的传输特性,建立了高斯近似模型，采用模场耦合理论，计算了锥台光纤的功率转换效率。并在激光器的输出光波长为532 nm，多模光纤的数值孔径为0.11，纤芯半径为12.5 μm条件下对细端半径分别为（4±1），（5±1），（6±1），（7±1）和（8±1） μm的锥台光纤的转换效率进行了实验测定。提出利用锥台光纤的圆柱形多模光纤部分传输光功率，锥台部分保证光束质量的传输方案，在保证光束质量的同时能传输较高的光功率。
分析了锥台光纤的传输特性,建立了高斯近似模型，采用模场耦合理论，计算了锥台光纤的功率转换效率。并在激光器的输出光波长为532 nm，多模光纤的数值孔径为0.11，纤芯半径为12.5 μm条件下对细端半径分别为（4±1），（5±1），（6±1），（7±1）和（8±1） μm的锥台光纤的转换效率进行了实验测定。提出利用锥台光纤的圆柱形多模光纤部分传输光功率，锥台部分保证光束质量的传输方案，在保证光束质量的同时能传输较高的光功率。
2011, 23.
摘要:
用实时的推力测试方法研究了水滴烧蚀模式多脉冲TEA CO2激光推进的推进性能。用纹影法研究了伴随水滴烧蚀产生的激波等流场变化过程。多脉冲激光推进的比冲和冲量耦合系数等性能参数随激光脉冲重复频率的变小和脉冲数目的增加而逐渐下降。与激光传输相反和相同方向的激波传播最大速度分别为10 km/s和7 km/s。与纹影法结果同步获得的推力曲线表明：汽化过程对推力的形成过程贡献最大，激波也对推力的形成过程有一定贡献。
用实时的推力测试方法研究了水滴烧蚀模式多脉冲TEA CO2激光推进的推进性能。用纹影法研究了伴随水滴烧蚀产生的激波等流场变化过程。多脉冲激光推进的比冲和冲量耦合系数等性能参数随激光脉冲重复频率的变小和脉冲数目的增加而逐渐下降。与激光传输相反和相同方向的激波传播最大速度分别为10 km/s和7 km/s。与纹影法结果同步获得的推力曲线表明：汽化过程对推力的形成过程贡献最大，激波也对推力的形成过程有一定贡献。
2011, 23.
摘要:
建立了固体激光器矩形光斑光束合成的理论模型，对诺·格公司给出的2束、4束、8束合成实验结果进行分析，并通过数值模拟，得到了不同子束排列方式下合成光斑的远场图形。通过仿真模拟可以得出:排列结构影响远场光斑的形状；子束间距决定了合成光束远场光斑的衍射旁瓣的大小和多少。采用环围能量进行分析，研究了远场光斑中主瓣能量随激光阵列占空比的变化。结果显示，远场光束环围功率随子束间距的增大而逐渐下降，而且参与相干合成子束越多，下降越大。
建立了固体激光器矩形光斑光束合成的理论模型，对诺·格公司给出的2束、4束、8束合成实验结果进行分析，并通过数值模拟，得到了不同子束排列方式下合成光斑的远场图形。通过仿真模拟可以得出:排列结构影响远场光斑的形状；子束间距决定了合成光束远场光斑的衍射旁瓣的大小和多少。采用环围能量进行分析，研究了远场光斑中主瓣能量随激光阵列占空比的变化。结果显示，远场光束环围功率随子束间距的增大而逐渐下降，而且参与相干合成子束越多，下降越大。
2011, 23.
摘要:
提出了一种大口径高精度2×2阵列光栅拼接结构，采用模块化和框架式结构设计，保证拼接结构的稳定性；设计了差动螺纹微调组件与压电驱动器相结合的微纳调整组件结构，实现拼接光栅微纳量级的调整要求；讨论了关键组件的设计和制造问题。设计制造的2×2阵列光栅实验样机的最大相对共面误差为17 μm，微纳调整组件的最小调整精度可以达到1.8 nm，分辨力为0.9 nm，初步光路实验表明，设计的拼接调整机构可以快速实时地调整2×2阵列光栅达到要求的精度，且稳定时间大于1 h。
提出了一种大口径高精度2×2阵列光栅拼接结构，采用模块化和框架式结构设计，保证拼接结构的稳定性；设计了差动螺纹微调组件与压电驱动器相结合的微纳调整组件结构，实现拼接光栅微纳量级的调整要求；讨论了关键组件的设计和制造问题。设计制造的2×2阵列光栅实验样机的最大相对共面误差为17 μm，微纳调整组件的最小调整精度可以达到1.8 nm，分辨力为0.9 nm，初步光路实验表明，设计的拼接调整机构可以快速实时地调整2×2阵列光栅达到要求的精度，且稳定时间大于1 h。
2011, 23.
摘要:
为评定光斑环围参量（包括环围功率和环围尺寸）阵列测试法的测量不确定度，给出了环围参量一般形式的定义和连续形式的计算表达式，归纳并比较了阵列测试法下光斑环围参量的3种常用计算方法，即近似环围功率法、准确环围功率法和等效环围尺寸法，给出了零阶近似下环围参量离散形式的计算表达式。根据不确定度传递律，推导了基于等效环围尺寸法的环围参量测量不确定度的一般表达式，讨论了常见简化条件下的环围参量测量不确定度表达式。建立了光斑环围参量计算及其不确定度评定的一套较完整的方法。以强度为高斯分布的光斑为例，得到了简化条件下的环围参量测量不确定度的解析表达式，并用数值模拟法验证了其正确性。
为评定光斑环围参量（包括环围功率和环围尺寸）阵列测试法的测量不确定度，给出了环围参量一般形式的定义和连续形式的计算表达式，归纳并比较了阵列测试法下光斑环围参量的3种常用计算方法，即近似环围功率法、准确环围功率法和等效环围尺寸法，给出了零阶近似下环围参量离散形式的计算表达式。根据不确定度传递律，推导了基于等效环围尺寸法的环围参量测量不确定度的一般表达式，讨论了常见简化条件下的环围参量测量不确定度表达式。建立了光斑环围参量计算及其不确定度评定的一套较完整的方法。以强度为高斯分布的光斑为例，得到了简化条件下的环围参量测量不确定度的解析表达式，并用数值模拟法验证了其正确性。
2011, 23.
摘要:
开展了脉宽为40 fs的不同数量激光脉冲对锗材料的烧蚀效应实验，采用扫描电镜、激光共聚焦显微镜等方法对不同数量的飞秒激光脉冲作用下锗材料表面烧蚀区进行了检测，并对作用后材料烧蚀形貌演化规律进行了分析，初步分析了锗材料烧蚀区周围形成的不同环区的形貌特征及成因，对各环区烧蚀形貌特征随激光作用脉冲数的增加而产生的形貌演化过程进行了观测。并给出单脉冲飞秒激光对锗材料的烧蚀阈值为1.2 J·cm-2，采用激光共聚焦显微镜测得该阈值条件下单个飞秒激光脉冲对锗材料的烧蚀深度约为150 nm。
开展了脉宽为40 fs的不同数量激光脉冲对锗材料的烧蚀效应实验，采用扫描电镜、激光共聚焦显微镜等方法对不同数量的飞秒激光脉冲作用下锗材料表面烧蚀区进行了检测，并对作用后材料烧蚀形貌演化规律进行了分析，初步分析了锗材料烧蚀区周围形成的不同环区的形貌特征及成因，对各环区烧蚀形貌特征随激光作用脉冲数的增加而产生的形貌演化过程进行了观测。并给出单脉冲飞秒激光对锗材料的烧蚀阈值为1.2 J·cm-2，采用激光共聚焦显微镜测得该阈值条件下单个飞秒激光脉冲对锗材料的烧蚀深度约为150 nm。
2011, 23.
摘要:
根据单色光傍轴度的定义，分别研究了圆形光阑和方形光阑对平面光波傍轴性的影响。推导出平面光波经圆形光阑和方形光阑衍射后其傍轴度的解析表达式。平面光波经圆形光阑或方形光阑衍射后，其傍轴性下降，傍轴度小于1，傍轴度下降量取决于光阑尺寸与入射平面光波波长的比值。数值计算结果表明：随光阑尺寸与入射平面光波波长的比值从零开始增大，平面衍射光波的傍轴度从零开始快速增大而后趋于一饱和值，但光阑的形状不影响平面衍射光波的傍轴性。
根据单色光傍轴度的定义，分别研究了圆形光阑和方形光阑对平面光波傍轴性的影响。推导出平面光波经圆形光阑和方形光阑衍射后其傍轴度的解析表达式。平面光波经圆形光阑或方形光阑衍射后，其傍轴性下降，傍轴度小于1，傍轴度下降量取决于光阑尺寸与入射平面光波波长的比值。数值计算结果表明：随光阑尺寸与入射平面光波波长的比值从零开始增大，平面衍射光波的傍轴度从零开始快速增大而后趋于一饱和值，但光阑的形状不影响平面衍射光波的傍轴性。
2011, 23.
摘要:
利用紫外预电离横向放电和气体循环结构建立了一套放电激励重复频率HF激光装置。研究了激光器工作介质SF6/C2H6混合气体放电特性和激光输出特性，获得激光器单次运行的最佳输出参数；通过对激光器重复频率运行时不同气体流速、充电电压与气体总压条件下的放电状态和输出能量的比较，分析了激光器重复频率稳定运行的必要条件。结果表明：所研制的激光器最大单脉冲能量0.6 J，峰值功率3 MW，电光转换效率2.4%；当混合气体工作介质以3.5 m/s的流速循环时，激光器稳定运行的最高工作频率可达50 Hz，脉冲输出能量稳定在0.26 J，平均功率达到13 W。
利用紫外预电离横向放电和气体循环结构建立了一套放电激励重复频率HF激光装置。研究了激光器工作介质SF6/C2H6混合气体放电特性和激光输出特性，获得激光器单次运行的最佳输出参数；通过对激光器重复频率运行时不同气体流速、充电电压与气体总压条件下的放电状态和输出能量的比较，分析了激光器重复频率稳定运行的必要条件。结果表明：所研制的激光器最大单脉冲能量0.6 J，峰值功率3 MW，电光转换效率2.4%；当混合气体工作介质以3.5 m/s的流速循环时，激光器稳定运行的最高工作频率可达50 Hz，脉冲输出能量稳定在0.26 J，平均功率达到13 W。
2011, 23.
摘要:
反射率测量过程中，被激光加热的材料发出热辐射光，对探测器测量存在明显干扰，给测量结果带来了较大误差，该现象普遍存在于以往的测试工作中。通过深入分析热辐射特性，在反射率测量装置中加入透过波长不同于加载激光波长的探测器，探测热辐射在该透过波长下的光强信号，并利用比对法消除了反射率测量过程中的热辐射干扰，使高温段的反射率测量精度得到较大提高。
反射率测量过程中，被激光加热的材料发出热辐射光，对探测器测量存在明显干扰，给测量结果带来了较大误差，该现象普遍存在于以往的测试工作中。通过深入分析热辐射特性，在反射率测量装置中加入透过波长不同于加载激光波长的探测器，探测热辐射在该透过波长下的光强信号，并利用比对法消除了反射率测量过程中的热辐射干扰，使高温段的反射率测量精度得到较大提高。
2011, 23.
摘要:
为了提高毛细管放电类氖氩46.9 nm软X射线激光的强度，研究了主脉冲电流波形对等离子体Z箍缩过程、激光的产生时间及激光强度的影响。通过改变主开关导通电感，实现了对主脉冲电流上升沿的改变。随着电流上升沿的增加，激光尖峰幅值减小，激光产生时间增加。实验进一步研究了平均电流变化率对激光强度的影响:在毛细管内径3 mm、管内初始气压30 Pa的情况下，产生46.9 nm激光的最佳平均电流变化率约为7.0×1011 A/s。
为了提高毛细管放电类氖氩46.9 nm软X射线激光的强度，研究了主脉冲电流波形对等离子体Z箍缩过程、激光的产生时间及激光强度的影响。通过改变主开关导通电感，实现了对主脉冲电流上升沿的改变。随着电流上升沿的增加，激光尖峰幅值减小，激光产生时间增加。实验进一步研究了平均电流变化率对激光强度的影响:在毛细管内径3 mm、管内初始气压30 Pa的情况下，产生46.9 nm激光的最佳平均电流变化率约为7.0×1011 A/s。
2011, 23.
摘要:
针对激光点对点通信方式的不足，根据舰艇编队通信的实际需要，提出了利用海面作为激光漫反射媒介的一对多的组网通信方法，并且采用基尔霍夫近似的方法对激光海面漫反射通信的特性进行了研究。通过对激光光束入射海面后产生的散射场的分析计算，采用遮蔽函数对计算过程中的阴影效应加以修正，得出了较为准确的2维激光海面双站散射系数和后向散射系数，并进行了实验验证，说明了激光海面漫反射组网通信方法的可行性。
针对激光点对点通信方式的不足，根据舰艇编队通信的实际需要，提出了利用海面作为激光漫反射媒介的一对多的组网通信方法，并且采用基尔霍夫近似的方法对激光海面漫反射通信的特性进行了研究。通过对激光光束入射海面后产生的散射场的分析计算，采用遮蔽函数对计算过程中的阴影效应加以修正，得出了较为准确的2维激光海面双站散射系数和后向散射系数，并进行了实验验证，说明了激光海面漫反射组网通信方法的可行性。
2011, 23.
摘要:
采用3维压电微移动台高速扫描方式控制曝光时间与高精密转台精确控制圆形渐变衰减片以控制曝光功率两种方法，曝光时间和曝光功率可分别精确控制至0.02 ms和7 pW。通过精确控制聚合阈值附近处的曝光时间和曝光功率，分别在玻璃基板上获得了35 nm和45 nm的聚合物纳米线条,分别为所使用激光波长的1/22和1/17。实验结果表明，当曝光时间或曝光功率在加工阈值附近时，曝光时间和功率的微量减少会使聚合线宽急剧下降。
采用3维压电微移动台高速扫描方式控制曝光时间与高精密转台精确控制圆形渐变衰减片以控制曝光功率两种方法，曝光时间和曝光功率可分别精确控制至0.02 ms和7 pW。通过精确控制聚合阈值附近处的曝光时间和曝光功率，分别在玻璃基板上获得了35 nm和45 nm的聚合物纳米线条,分别为所使用激光波长的1/22和1/17。实验结果表明，当曝光时间或曝光功率在加工阈值附近时，曝光时间和功率的微量减少会使聚合线宽急剧下降。
2011, 23.
摘要:
对透射式和反射式扩束系统应用于高功率激光扩束的优缺点进行了对比研究。采用次镜为凸抛物面，主镜为凹抛物面的无焦卡塞格林系统，运用ZEMAX光学设计软件，按激光扩束系统的扩束倍率和系统的波像差要求，设计出多波段高功率激光扩束系统。对用于高功率激光反射镜的基底材料进行分析，选用无氧铜作为基底材料；采用金增强的膜系设计，膜系从近红外到远红外宽光谱波段激光的反射率均在98%以上。面形精度均方根值优于λ/40(λ=0.632 8 μm)的平面镜作为基准镜，采用光学干涉方法对设计的激光扩束系统进行检测实验，结果表明：该扩束系统的扩束倍率为3.53，波像差为0.206λ，满足多波段高功率激光光束发射要求。
对透射式和反射式扩束系统应用于高功率激光扩束的优缺点进行了对比研究。采用次镜为凸抛物面，主镜为凹抛物面的无焦卡塞格林系统，运用ZEMAX光学设计软件，按激光扩束系统的扩束倍率和系统的波像差要求，设计出多波段高功率激光扩束系统。对用于高功率激光反射镜的基底材料进行分析，选用无氧铜作为基底材料；采用金增强的膜系设计，膜系从近红外到远红外宽光谱波段激光的反射率均在98%以上。面形精度均方根值优于λ/40(λ=0.632 8 μm)的平面镜作为基准镜，采用光学干涉方法对设计的激光扩束系统进行检测实验，结果表明：该扩束系统的扩束倍率为3.53，波像差为0.206λ，满足多波段高功率激光光束发射要求。
2011, 23.
摘要:
基于生物受激发光与流场机械刺激间的相关性，构建了库埃特流场刺激下的生物受激发光实验平台，分析了影响生物发光的水动力因素剪应力。实验结果显示：引起多边膝沟藻受激发光的剪应力阈值为0.1 N/m2；当流场中的剪应力大于发光阈值后，生物发光强度随着剪应力的增大而增强。采用FLUENT软件模拟计算了不同航速下某潜艇尾流场中的剪应力，计算结果表明：剪应力随着尾流长度的增加而减小，在近场区域剪应力出现了类似正弦波振荡的减小，且航速越大减幅越大，减速越快；当潜艇航速大于4.1 m/s航行时， 2 000 m处尾流的剪应力仍然大于引起生物发光的剪应力阈值。
基于生物受激发光与流场机械刺激间的相关性，构建了库埃特流场刺激下的生物受激发光实验平台，分析了影响生物发光的水动力因素剪应力。实验结果显示：引起多边膝沟藻受激发光的剪应力阈值为0.1 N/m2；当流场中的剪应力大于发光阈值后，生物发光强度随着剪应力的增大而增强。采用FLUENT软件模拟计算了不同航速下某潜艇尾流场中的剪应力，计算结果表明：剪应力随着尾流长度的增加而减小，在近场区域剪应力出现了类似正弦波振荡的减小，且航速越大减幅越大，减速越快；当潜艇航速大于4.1 m/s航行时， 2 000 m处尾流的剪应力仍然大于引起生物发光的剪应力阈值。
2011, 23.
摘要:
针对神光Ⅲ原型实验中出现的动态畸变现象，开展了条纹相机动态成像特性研究。结合实验图像，利用CST Particle Studio软件模拟了强信号下变像管的成像过程，结果表明：在强信号下，变像管的空间电荷效应会造成电子束聚焦点与理想成像面距离减小，使得图像的放大倍数变小，产生信号弯曲现象，并且这一现象随着电流强度的增加更为明显。
针对神光Ⅲ原型实验中出现的动态畸变现象，开展了条纹相机动态成像特性研究。结合实验图像，利用CST Particle Studio软件模拟了强信号下变像管的成像过程，结果表明：在强信号下，变像管的空间电荷效应会造成电子束聚焦点与理想成像面距离减小，使得图像的放大倍数变小，产生信号弯曲现象，并且这一现象随着电流强度的增加更为明显。
2011, 23.
摘要:
根据反射镜架系统中运动学支撑连接的物理接触形式，采用相应的位移协调方式来模拟其连接，建立了一个镜架结构的有限元模型，并分析了该镜架系统的模态及结构在地脉动载荷下的微振动分析。得到前三阶模态固有频率的最大误差小于5%，各测点的位移响应均方根的计算值与试验值吻合较好，多数点位移均方根误差控制在30%以内，且各支撑连接部位的传递特性的计算结果与试验结果比较一致，验证了所采用的运动学支撑连接的建模方法的可行性。
根据反射镜架系统中运动学支撑连接的物理接触形式，采用相应的位移协调方式来模拟其连接，建立了一个镜架结构的有限元模型，并分析了该镜架系统的模态及结构在地脉动载荷下的微振动分析。得到前三阶模态固有频率的最大误差小于5%，各测点的位移响应均方根的计算值与试验值吻合较好，多数点位移均方根误差控制在30%以内，且各支撑连接部位的传递特性的计算结果与试验结果比较一致，验证了所采用的运动学支撑连接的建模方法的可行性。
2011, 23.
摘要:
利用表面放电光泵浦技术，研制了重频XeF(C-A)激光器，运行频率达到10 Hz。研究了运行频率、气体流量对激光输出能量稳定性的影响，分析了影响输出稳定性的主要因素,实验结果表明，提高气流量可有效改善重频输出能量的稳定性。同时，还给出了优化实验条件下不同运行频率连续20个脉冲较为理想的输出结果。运行频率分别为1，2，5 Hz时，输出能量稳定性较好，输出能量大于4.0 J；气流量大于53 L/s时，10 Hz重频运行的输出稳定性已显著提高，平均输出能量也达到1.8 J。
利用表面放电光泵浦技术，研制了重频XeF(C-A)激光器，运行频率达到10 Hz。研究了运行频率、气体流量对激光输出能量稳定性的影响，分析了影响输出稳定性的主要因素,实验结果表明，提高气流量可有效改善重频输出能量的稳定性。同时，还给出了优化实验条件下不同运行频率连续20个脉冲较为理想的输出结果。运行频率分别为1，2，5 Hz时，输出能量稳定性较好，输出能量大于4.0 J；气流量大于53 L/s时，10 Hz重频运行的输出稳定性已显著提高，平均输出能量也达到1.8 J。
2011, 23.
摘要:
介绍了碳气凝胶/聚苯乙烯（CRF/CH）双介质柱状靶的制备方法。使用溶胶-凝胶法和微模具原位成型法制备了直径为820 μm的间苯二酚-甲醛（RF）气凝胶微柱，在氮气保护下进行高温碳化后得到直径为730 μm、密度为250 mg·cm-3的CRF微柱；采用浸渍提拉法在CRF微柱柱面镀制一层厚度为26 μm 的CH薄膜， 形成CRF/CH双介质结构；采用机械微切割技术制备了长度为1 mm， 内径为730 μm，壁厚为26 μm的CRF/CH双介质柱状靶。实验研究了RF,CRF气凝胶微柱的制备工艺、微观形貌及CRF微柱轴向和径向的密度均匀性，探讨了影响CH薄膜厚度的主要因素，并对CH薄膜的表面形貌和两种材料之间的界面进行了表征。
介绍了碳气凝胶/聚苯乙烯（CRF/CH）双介质柱状靶的制备方法。使用溶胶-凝胶法和微模具原位成型法制备了直径为820 μm的间苯二酚-甲醛（RF）气凝胶微柱，在氮气保护下进行高温碳化后得到直径为730 μm、密度为250 mg·cm-3的CRF微柱；采用浸渍提拉法在CRF微柱柱面镀制一层厚度为26 μm 的CH薄膜， 形成CRF/CH双介质结构；采用机械微切割技术制备了长度为1 mm， 内径为730 μm，壁厚为26 μm的CRF/CH双介质柱状靶。实验研究了RF,CRF气凝胶微柱的制备工艺、微观形貌及CRF微柱轴向和径向的密度均匀性，探讨了影响CH薄膜厚度的主要因素，并对CH薄膜的表面形貌和两种材料之间的界面进行了表征。
2011, 23.
摘要:
在星光Ⅱ激光装置上开展了三倍频激光与铝平面靶相互作用实验，采用平场光栅谱仪获得了铝等离子3～6 nm范围的X射线发射谱。基于准相对多组态理论，考虑组态相互作用和Breit修正，采用Cowan程序计算了铝的L壳层跃迁波长和跃迁几率，辨识了实验测量得到的铝类Li到类B的22条跃迁谱线。研究表明：识别的谱线都是L壳层的2s，2p电子跃迁到了3p，3d等, 甚至更高的壳层，其测量得到跃迁的波长与理论值最大偏差只有0.06 nm。计算得到的振子强度与其它理论结果吻合很好。
在星光Ⅱ激光装置上开展了三倍频激光与铝平面靶相互作用实验，采用平场光栅谱仪获得了铝等离子3～6 nm范围的X射线发射谱。基于准相对多组态理论，考虑组态相互作用和Breit修正，采用Cowan程序计算了铝的L壳层跃迁波长和跃迁几率，辨识了实验测量得到的铝类Li到类B的22条跃迁谱线。研究表明：识别的谱线都是L壳层的2s，2p电子跃迁到了3p，3d等, 甚至更高的壳层，其测量得到跃迁的波长与理论值最大偏差只有0.06 nm。计算得到的振子强度与其它理论结果吻合很好。
2011, 23.
摘要:
以间苯二酚(R)和甲醛(F)为前驱体制备出RF碳气凝胶，并利用CO2气体对其进行活化，通过热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、氢吸附等表征手段研究了活化过程中温度对碳气凝胶微结构及氢吸附性能的影响。结果表明：CO2活化可使碳气凝胶比表面积大幅提高，且不会影响其微孔网络结构。随着活化温度的升高，碳气凝胶非晶性变得更加明显，失重率显著增加，微孔体积、比表面积及氢吸附量先增后减，有望通过改变CO2活化温度增加碳气凝胶微孔数量来提高其氢吸附性能。
以间苯二酚(R)和甲醛(F)为前驱体制备出RF碳气凝胶，并利用CO2气体对其进行活化，通过热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、氢吸附等表征手段研究了活化过程中温度对碳气凝胶微结构及氢吸附性能的影响。结果表明：CO2活化可使碳气凝胶比表面积大幅提高，且不会影响其微孔网络结构。随着活化温度的升高，碳气凝胶非晶性变得更加明显，失重率显著增加，微孔体积、比表面积及氢吸附量先增后减，有望通过改变CO2活化温度增加碳气凝胶微孔数量来提高其氢吸附性能。
2011, 23.
摘要:
回顾并介绍了高功率准分子激光系统设计中需要综合考虑的两项主要技术——像传递技术和角多路技术。讨论了照明方式和激光振荡源的光束整形在激光系统成像光路设计中的重要作用，对多路放大技术及角多路放大技术形式进行了系统分析。多路激光非相干合束是角多路技术和成像技术对高功率准分子激光系统光学设计提出的特殊要求，在简要分析了透射阵列和反射式望远物镜两种实现多路激光合束的打靶光学系统基础上，提出了一种利用反射式打靶光学系统和一套光学延迟线阵列来同时实现角多路编码和解码的新型光路布局，给出了初步设计方案。
回顾并介绍了高功率准分子激光系统设计中需要综合考虑的两项主要技术——像传递技术和角多路技术。讨论了照明方式和激光振荡源的光束整形在激光系统成像光路设计中的重要作用，对多路放大技术及角多路放大技术形式进行了系统分析。多路激光非相干合束是角多路技术和成像技术对高功率准分子激光系统光学设计提出的特殊要求，在简要分析了透射阵列和反射式望远物镜两种实现多路激光合束的打靶光学系统基础上，提出了一种利用反射式打靶光学系统和一套光学延迟线阵列来同时实现角多路编码和解码的新型光路布局，给出了初步设计方案。
2011, 23.
摘要:
介绍了基于神光Ⅲ原型装置的成像型任意反射面速度干涉仪(VISAR)的系统结构和实验结果，详细阐述了为解决VISAR系统的光路对接调试、干涉仪零程差状态保持、探针激光方式、条纹相机触发时间等问题而采取的特殊手段。对系统性能进行了测试，结果表明:时间分辨力优于30 ps，空间分辨力优于10 μm，测速范围为10~50 km·s-1。通过神光Ⅲ原型装置进行打靶实验，结果表明:该系统能获得透明材料中冲击波作用形成的清晰干涉条纹，能依据条纹分布情况来判断冲击波在空间不同位置的作用情况。对双灵敏度结构获得的两幅条纹图像进行处理，计算得到了冲击波在透明材料中的传播速度为36.5 km·s-1。
介绍了基于神光Ⅲ原型装置的成像型任意反射面速度干涉仪(VISAR)的系统结构和实验结果，详细阐述了为解决VISAR系统的光路对接调试、干涉仪零程差状态保持、探针激光方式、条纹相机触发时间等问题而采取的特殊手段。对系统性能进行了测试，结果表明:时间分辨力优于30 ps，空间分辨力优于10 μm，测速范围为10~50 km·s-1。通过神光Ⅲ原型装置进行打靶实验，结果表明:该系统能获得透明材料中冲击波作用形成的清晰干涉条纹，能依据条纹分布情况来判断冲击波在空间不同位置的作用情况。对双灵敏度结构获得的两幅条纹图像进行处理，计算得到了冲击波在透明材料中的传播速度为36.5 km·s-1。
2011, 23.
摘要:
采用热蒸发气相沉积聚合方法（VDP）制备了聚酰亚胺(PI)薄膜，研究了设备、衬底温度、升温过程和单体配比因素对PI薄膜表面形貌的影响。利用干涉显微镜和扫描电镜对薄膜表面形貌进行了分析；利用原子力显微镜测定了薄膜表面粗糙度。结果表明：设定蒸发源-衬底距离为74 cm时可成连续膜；蒸发源采用一段升温和多段升温时，膜表面均方根粗糙度分别为291.23 nm和61.99 nm；采用细筛网可防止原料的喷溅；均苯四甲酸二酐和4，4′-二氨基二苯醚（PMDA和ODA）单体沉积速率比值为0.9∶1时，膜表面均方根粗糙度值可减小至3.30 nm；沉积衬底温度保持30 ℃左右时，膜表面均方根粗糙度为4.01 nm, 随温度的上升，膜表面质量会逐渐变差。
采用热蒸发气相沉积聚合方法（VDP）制备了聚酰亚胺(PI)薄膜，研究了设备、衬底温度、升温过程和单体配比因素对PI薄膜表面形貌的影响。利用干涉显微镜和扫描电镜对薄膜表面形貌进行了分析；利用原子力显微镜测定了薄膜表面粗糙度。结果表明：设定蒸发源-衬底距离为74 cm时可成连续膜；蒸发源采用一段升温和多段升温时，膜表面均方根粗糙度分别为291.23 nm和61.99 nm；采用细筛网可防止原料的喷溅；均苯四甲酸二酐和4，4′-二氨基二苯醚（PMDA和ODA）单体沉积速率比值为0.9∶1时，膜表面均方根粗糙度值可减小至3.30 nm；沉积衬底温度保持30 ℃左右时，膜表面均方根粗糙度为4.01 nm, 随温度的上升，膜表面质量会逐渐变差。
2011, 23.
摘要:
研究了烟火药激光器泵浦源传统配方Zr/KClO4中Zr粉粒径对该配方燃烧特性的影响。结果表明：Zr粉从61.375 μm减小到18.675 μm，Zr/KClO4混合物的点火温度从506.40 ℃降低到492.42 ℃，燃烧辐射脉宽由60 ms缩短到25 ms，峰值辐射强度增加1倍；在 200～1 100 nm波段内，随着Zr粉粒径的减小，可见光区内的辐射能所占的比例增强；针对掺钕激光介质的泵浦而言，Zr粉粒径为800目时，分布在激光介质的3个主要泵浦带内的辐射能最高，而且闪光脉宽最短。因此，在其它条件相同时，选择颗粒尺寸小的Zr粉有利于获得高的激光输出。
研究了烟火药激光器泵浦源传统配方Zr/KClO4中Zr粉粒径对该配方燃烧特性的影响。结果表明：Zr粉从61.375 μm减小到18.675 μm，Zr/KClO4混合物的点火温度从506.40 ℃降低到492.42 ℃，燃烧辐射脉宽由60 ms缩短到25 ms，峰值辐射强度增加1倍；在 200～1 100 nm波段内，随着Zr粉粒径的减小，可见光区内的辐射能所占的比例增强；针对掺钕激光介质的泵浦而言，Zr粉粒径为800目时，分布在激光介质的3个主要泵浦带内的辐射能最高，而且闪光脉宽最短。因此，在其它条件相同时，选择颗粒尺寸小的Zr粉有利于获得高的激光输出。
2011, 23.
摘要:
为得到一种对可见光不响应而在辐射探测范围内平响应的X射线探测器，研究了一种化学气相沉积金刚石X射线探测技术，以作为硅与真空X射线二极管探测技术的补充。首先对化学气相沉积金刚石进行品质检测，利用两种规格的金刚石集成制作出X射线探测器，之后在8 ps激光器装置上开展了探测器的时间响应等性能研究。实验结果表明:探测器系统前沿响应时间可达60 ps，半高全宽可达120 ps，与真空X射线二极管探测系统时间特性一致，可以满足ICF实验对X射线辐射测量的应用。
为得到一种对可见光不响应而在辐射探测范围内平响应的X射线探测器，研究了一种化学气相沉积金刚石X射线探测技术，以作为硅与真空X射线二极管探测技术的补充。首先对化学气相沉积金刚石进行品质检测，利用两种规格的金刚石集成制作出X射线探测器，之后在8 ps激光器装置上开展了探测器的时间响应等性能研究。实验结果表明:探测器系统前沿响应时间可达60 ps，半高全宽可达120 ps，与真空X射线二极管探测系统时间特性一致，可以满足ICF实验对X射线辐射测量的应用。
2011, 23.
摘要:
设计了Nd：YAG激光用三倍频分离膜，膜层材料为SiO2和HfO2。经过优化，膜系在355 nm处的反射率在99%以上，在532 nm和1 064 nm处透射率也在99%以上。采用电子束蒸发技术，在熔融石英基底上制备了样品,经测量，制备的分离膜光学性能与设计值接近。分离膜在355 nm激光辐照下的损伤阈值为5.1 J/cm2，并用微分干涉显微镜表征了薄膜损伤形貌。
设计了Nd：YAG激光用三倍频分离膜，膜层材料为SiO2和HfO2。经过优化，膜系在355 nm处的反射率在99%以上，在532 nm和1 064 nm处透射率也在99%以上。采用电子束蒸发技术，在熔融石英基底上制备了样品,经测量，制备的分离膜光学性能与设计值接近。分离膜在355 nm激光辐照下的损伤阈值为5.1 J/cm2，并用微分干涉显微镜表征了薄膜损伤形貌。
2011, 23.
摘要:
以乙醇钽为前驱物，采用金属醇盐溶胶-凝胶技术，获得了Ta2O5湿凝胶，分析了不同条件下的溶胶-凝胶过程，并初步探讨了凝胶过程机理。Ta2O5的溶胶-凝胶过程主要受到水量、催化剂用量及钽源浓度等因素的影响：体系在强酸性条件下凝胶，且随着酸性的增强，体系凝胶时间明显缩短；当水量较少时，凝胶时间随水量的增加而增加，但当水量增加到一定程度时，体系凝胶时间基本不变；实验证明，通过增大溶剂用量，体系凝胶时间延长，气凝胶理论密度降低。通过对溶胶-凝胶过程的控制，结合超临界干燥技术，获得了密度低至44 mg/cm3的Ta2O5气凝胶样品。
以乙醇钽为前驱物，采用金属醇盐溶胶-凝胶技术，获得了Ta2O5湿凝胶，分析了不同条件下的溶胶-凝胶过程，并初步探讨了凝胶过程机理。Ta2O5的溶胶-凝胶过程主要受到水量、催化剂用量及钽源浓度等因素的影响：体系在强酸性条件下凝胶，且随着酸性的增强，体系凝胶时间明显缩短；当水量较少时，凝胶时间随水量的增加而增加，但当水量增加到一定程度时，体系凝胶时间基本不变；实验证明，通过增大溶剂用量，体系凝胶时间延长，气凝胶理论密度降低。通过对溶胶-凝胶过程的控制，结合超临界干燥技术，获得了密度低至44 mg/cm3的Ta2O5气凝胶样品。
2011, 23.
摘要:
磁性聚苯乙烯(PS)材料有利于实现惯性约束聚变靶丸在辐射场中的无接触支撑。采用液相还原法制备了粒度为75~200 nm的Ni球形粒子，用原位聚合的方法制备了纳米Ni/PS复合材料。利用X射线衍射仪、傅氏转换红外线光谱分析仪、扫描电子显微镜及热重差示扫描量热仪分别研究了所得纳米Ni的特性、复合材料的结构及掺杂量对纳米Ni/PS复合材料的热力学行为的影响。研究结果表明：纳米Ni的掺杂能提高玻璃转变温度；纳米Ni的掺杂可以增大PS热分解焓变，在掺杂质量分数为1%~2%之间焓变达到最大；纳米Ni的掺杂降低了纳米Ni/PS复合材料热分解的比热容。
磁性聚苯乙烯(PS)材料有利于实现惯性约束聚变靶丸在辐射场中的无接触支撑。采用液相还原法制备了粒度为75~200 nm的Ni球形粒子，用原位聚合的方法制备了纳米Ni/PS复合材料。利用X射线衍射仪、傅氏转换红外线光谱分析仪、扫描电子显微镜及热重差示扫描量热仪分别研究了所得纳米Ni的特性、复合材料的结构及掺杂量对纳米Ni/PS复合材料的热力学行为的影响。研究结果表明：纳米Ni的掺杂能提高玻璃转变温度；纳米Ni的掺杂可以增大PS热分解焓变，在掺杂质量分数为1%~2%之间焓变达到最大；纳米Ni的掺杂降低了纳米Ni/PS复合材料热分解的比热容。
2011, 23.
摘要:
利用脉冲堆积法对驱动激光脉冲进行了时域整形，并利用条纹相机测量到了理想的整形结果。在脉冲堆积法的基础上，给出了近似椭球体整形的方案。模拟结果表明：利用脉冲堆积法整形后得到激光脉冲驱动光阴极可以获得更小的发射度；对于测量到的半高全宽（FWHM）为3.82 ps的脉冲，8个子脉冲堆积比4个子脉冲堆积更为有利；此外，对激光脉冲作近似椭球体整形可以进一步降低束流发射度。
利用脉冲堆积法对驱动激光脉冲进行了时域整形，并利用条纹相机测量到了理想的整形结果。在脉冲堆积法的基础上，给出了近似椭球体整形的方案。模拟结果表明：利用脉冲堆积法整形后得到激光脉冲驱动光阴极可以获得更小的发射度；对于测量到的半高全宽（FWHM）为3.82 ps的脉冲，8个子脉冲堆积比4个子脉冲堆积更为有利；此外，对激光脉冲作近似椭球体整形可以进一步降低束流发射度。
2011, 23.
摘要:
介绍了Schottky信号的产生原理。研制了CSRe的Schottky束流诊断系统,该系统由一对平行的Schottky电极板、四分之一波螺旋谐振腔、低噪声放大器及数据获取系统组成。利用能量为481.88 MeV/u的78Kr36+束流对Schottky束流诊断系统进行灵敏度测试。结果表明该系统能够测量流强大于82 nA的束流。
介绍了Schottky信号的产生原理。研制了CSRe的Schottky束流诊断系统,该系统由一对平行的Schottky电极板、四分之一波螺旋谐振腔、低噪声放大器及数据获取系统组成。利用能量为481.88 MeV/u的78Kr36+束流对Schottky束流诊断系统进行灵敏度测试。结果表明该系统能够测量流强大于82 nA的束流。
2011, 23.
摘要:
为提供探测器或样品辐照实验与靶物质选择所需的辐射环境基本物理参数，利用蒙特卡罗模拟软件FLUKA对BEPCⅡ-LINAC试验束E2线上的第二靶室混合辐射环境进行了模拟计算，得到了以靶心为圆心，半径为1 m的球面上的各次级粒子的微分通量、角度微分截面、磁谱仪方位角上的双微分能谱、靶室内的剂量率分布。
为提供探测器或样品辐照实验与靶物质选择所需的辐射环境基本物理参数，利用蒙特卡罗模拟软件FLUKA对BEPCⅡ-LINAC试验束E2线上的第二靶室混合辐射环境进行了模拟计算，得到了以靶心为圆心，半径为1 m的球面上的各次级粒子的微分通量、角度微分截面、磁谱仪方位角上的双微分能谱、靶室内的剂量率分布。
2011, 23.
摘要:
针对介质单边二次电子倍增现象，理论分析给出了其动力学方程、二次电子初始能量与角度分布，结合二次电子发射的材料特性，研究了二次电子倍增的理论预估敏感区间。利用蒙特卡罗方法抽样选取电子初始发射能量和角度，数值研究了二次电子倍增的敏感区间，并与理论结果进行了比对，给出了二次电子数目随时间的增长关系；采用固定时间步长并考虑电子束动态加载饱和效应的细致蒙特卡罗方法，研究了二次电子数目、直流场、射频场、介质表面沉积功率、电子放电功率、二次电子碰撞能量及电子渡越时间等二次电子倍增特性物理量的变化过程，并且讨论了初始电流及二次电子倍增工作点对二次电子倍增整个过程的影响作用，得出了二次电子倍增存在初始阈值发射电流密度的结论。
针对介质单边二次电子倍增现象，理论分析给出了其动力学方程、二次电子初始能量与角度分布，结合二次电子发射的材料特性，研究了二次电子倍增的理论预估敏感区间。利用蒙特卡罗方法抽样选取电子初始发射能量和角度，数值研究了二次电子倍增的敏感区间，并与理论结果进行了比对，给出了二次电子数目随时间的增长关系；采用固定时间步长并考虑电子束动态加载饱和效应的细致蒙特卡罗方法，研究了二次电子数目、直流场、射频场、介质表面沉积功率、电子放电功率、二次电子碰撞能量及电子渡越时间等二次电子倍增特性物理量的变化过程，并且讨论了初始电流及二次电子倍增工作点对二次电子倍增整个过程的影响作用，得出了二次电子倍增存在初始阈值发射电流密度的结论。
2011, 23.
摘要:
基于圆波导TE11模的模式简并特性和微波在椭圆波导中传输两个正交TE11模式相速不同的性质，研制了一种带有椭圆波导结构的圆波导TE11模圆极化器。该圆极化器通过圆波导到椭圆波导的过渡段，将输入的线极化TE11模式分成两个等幅、正交的TE11模，然后调整椭圆波导长度，使得两个正交的TE11模式的相位差为90°，实现了TE11模式微波线极化到圆极化的转换。利用时域有限差分软件优化设计了该圆极化器，并按照优化的结构尺寸加工了一套实验装置进行了实验测试，测试结果表明：在工作频率9～10 GHz范围内，该圆极化器轴比小于1 dB，驻波比小于1.1，且功率容量大于1.6 GW。
基于圆波导TE11模的模式简并特性和微波在椭圆波导中传输两个正交TE11模式相速不同的性质，研制了一种带有椭圆波导结构的圆波导TE11模圆极化器。该圆极化器通过圆波导到椭圆波导的过渡段，将输入的线极化TE11模式分成两个等幅、正交的TE11模，然后调整椭圆波导长度，使得两个正交的TE11模式的相位差为90°，实现了TE11模式微波线极化到圆极化的转换。利用时域有限差分软件优化设计了该圆极化器，并按照优化的结构尺寸加工了一套实验装置进行了实验测试，测试结果表明：在工作频率9～10 GHz范围内，该圆极化器轴比小于1 dB，驻波比小于1.1，且功率容量大于1.6 GW。
2011, 23.
摘要:
研制了一套宽光谱探测系统，该系统包括紫外成像探测器和X射线成像探测器两个工作单元。利用该系统对高功率微波（HPM）源运行及聚四氟乙烯介质窗受微波场作用而发生击穿时实验环境中的紫外线和X射线进行了初步诊断。结果表明：HPM源运行参数为重复频率100 Hz，运行时间5 s，介质窗未发生击穿时，微波源二极管区产生的X射线剂量为9.28×102～1.64×103 Gy，介质窗发生击穿时，环境中X射线剂量为5.38×102～1.09×103 Gy；随着微波脉冲重复频率和运行时间的增加，产生的X射线剂量明显增加。此外，利用该系统证实了实验环境中紫外线的存在。
研制了一套宽光谱探测系统，该系统包括紫外成像探测器和X射线成像探测器两个工作单元。利用该系统对高功率微波（HPM）源运行及聚四氟乙烯介质窗受微波场作用而发生击穿时实验环境中的紫外线和X射线进行了初步诊断。结果表明：HPM源运行参数为重复频率100 Hz，运行时间5 s，介质窗未发生击穿时，微波源二极管区产生的X射线剂量为9.28×102～1.64×103 Gy，介质窗发生击穿时，环境中X射线剂量为5.38×102～1.09×103 Gy；随着微波脉冲重复频率和运行时间的增加，产生的X射线剂量明显增加。此外，利用该系统证实了实验环境中紫外线的存在。
2011, 23.
摘要:
根据Rayleigh流体不稳定原理,确定了射流振荡波频率范围，分析了充电偏转过程，推导出了每滴液滴的充电量和受偏转电场偏转的电场力的大小。在压强为0.02,0.03,0.04,0.05,0.06 MPa下测量了喷射孔孔径分别为0.10,0.11,0.15 mm的射流初始速率，确定了最佳偏转振荡频率与射流初始速率和充电环长度的关系表达式。
根据Rayleigh流体不稳定原理,确定了射流振荡波频率范围，分析了充电偏转过程，推导出了每滴液滴的充电量和受偏转电场偏转的电场力的大小。在压强为0.02,0.03,0.04,0.05,0.06 MPa下测量了喷射孔孔径分别为0.10,0.11,0.15 mm的射流初始速率，确定了最佳偏转振荡频率与射流初始速率和充电环长度的关系表达式。
2011, 23.
摘要:
建立了离子发动机羽流的物理模型，采用粒子网格对羽流中的交换电荷离子的分布进行了模拟，电场方程使用完全近似格式的代数多重网格方法求解。利用计算设备统一架构技术开发出一套基于图形处理器的3维并行粒子模拟程序。计算结果表明，交换电荷离子在径向扩张型电势结构下会向束流区外运动，一部分交换离子在电场力作用下会向发动机上游运动，从而形成返流。发动机上游区域的交换电荷数密度与束流等离子体数密度相比降低了3~4个数量级。通过降低电子温度可有效降低返流电流。
建立了离子发动机羽流的物理模型，采用粒子网格对羽流中的交换电荷离子的分布进行了模拟，电场方程使用完全近似格式的代数多重网格方法求解。利用计算设备统一架构技术开发出一套基于图形处理器的3维并行粒子模拟程序。计算结果表明，交换电荷离子在径向扩张型电势结构下会向束流区外运动，一部分交换离子在电场力作用下会向发动机上游运动，从而形成返流。发动机上游区域的交换电荷数密度与束流等离子体数密度相比降低了3~4个数量级。通过降低电子温度可有效降低返流电流。
2011, 23.
摘要:
采用流固耦合方法，数值模拟了高速流场中激光作用下来流速度对平板温度分布的影响。结果表明:无激光辐照时，高速气流中平板有较高的气动生热平衡温度，且平板-气流之间的换热系数随来流速度增大而增大；在平板前沿换热系数增长最快，沿平板长度方向增速趋于平缓。分析了激光辐照时高速气流中激光加热平板的温度分布情况，考察了来流速度不同时，气动生热、散热和激光辐照对平板温度的影响，给出了激光辐照后的温升情况和温度分布，分析了在不同速度来流下，对流散热、摩擦生热和激光加热之间的竞争关系，结果表明，平板温度具体分布主要是加热过程竞争的结果。
采用流固耦合方法，数值模拟了高速流场中激光作用下来流速度对平板温度分布的影响。结果表明:无激光辐照时，高速气流中平板有较高的气动生热平衡温度，且平板-气流之间的换热系数随来流速度增大而增大；在平板前沿换热系数增长最快，沿平板长度方向增速趋于平缓。分析了激光辐照时高速气流中激光加热平板的温度分布情况，考察了来流速度不同时，气动生热、散热和激光辐照对平板温度的影响，给出了激光辐照后的温升情况和温度分布，分析了在不同速度来流下，对流散热、摩擦生热和激光加热之间的竞争关系，结果表明，平板温度具体分布主要是加热过程竞争的结果。
2011, 23.
摘要:
分析了电子的准中性假设、玻耳兹曼分布假设、粒子模型在电推力器流动模拟中的适用性和优劣性，提出了一种新的电子处理方法——电子漂移扩散近似，采用该方法模拟了离子发动机栅极光学系统等离子体运动过程。结果表明:该方法得出的电势分布、离子相空间分布及电子数密度分布与经典的电子玻耳兹曼分布假设处理方法计算结果一致，验证了该方法可以很好地应用于电推力器栅极光学系统模拟。
分析了电子的准中性假设、玻耳兹曼分布假设、粒子模型在电推力器流动模拟中的适用性和优劣性，提出了一种新的电子处理方法——电子漂移扩散近似，采用该方法模拟了离子发动机栅极光学系统等离子体运动过程。结果表明:该方法得出的电势分布、离子相空间分布及电子数密度分布与经典的电子玻耳兹曼分布假设处理方法计算结果一致，验证了该方法可以很好地应用于电推力器栅极光学系统模拟。
2011, 23.
摘要:
采用LiF探测器堆测量了飞秒激光-薄膜靶相互作用中超热电子产生的剂量。根据电子在LiF中的质量碰撞阻止本领，理论上计算出了超热电子的能量分布；在相同实验条件下，数值模拟结果与实验测量结果较好地一致，证明了实验测量的可靠性。理论分析显示，共振吸收是激光-薄膜靶相互作用中电子加速的主要机制。
采用LiF探测器堆测量了飞秒激光-薄膜靶相互作用中超热电子产生的剂量。根据电子在LiF中的质量碰撞阻止本领，理论上计算出了超热电子的能量分布；在相同实验条件下，数值模拟结果与实验测量结果较好地一致，证明了实验测量的可靠性。理论分析显示，共振吸收是激光-薄膜靶相互作用中电子加速的主要机制。
2011, 23.
摘要:
主要针对介质阻挡放电等离子体改变激波系结构展开了实验研究。验证了介质阻挡放电等离子体气动激励能够对边界层施加影响，顺气流放电时能减小激波强度，逆气流放电时能增大激波强度。逆气流放电时，3组电极放电与4组电极放电比较，3组电极放电时压比更高。由于在该实验中放电区域比边界层小得多，介质阻挡放电产生的体积力远小于高速来流条件下的气动力，因此对激波的作用效果十分微弱。
主要针对介质阻挡放电等离子体改变激波系结构展开了实验研究。验证了介质阻挡放电等离子体气动激励能够对边界层施加影响，顺气流放电时能减小激波强度，逆气流放电时能增大激波强度。逆气流放电时，3组电极放电与4组电极放电比较，3组电极放电时压比更高。由于在该实验中放电区域比边界层小得多，介质阻挡放电产生的体积力远小于高速来流条件下的气动力，因此对激波的作用效果十分微弱。
2011, 23.
摘要:
提出了一种基于光子晶体光纤Sagnac干涉仪的横向压力传感器。使用的光子晶体光纤为低双折射光纤，首先预先在Saganc环中的光子晶体光纤上施加初始压力，使Sagnac干涉仪产生正弦干涉光谱，然后再将被测物体放在光子晶体光纤上，由于被测物体重力的作用，Saganc干涉仪输出的光谱产生移动，实现横向压力传感测量。传感器具有高灵敏度0.529 nm/(N·mm)及超低的温度系数-0.4 pm/℃，其环境温度的影响可以忽略。
提出了一种基于光子晶体光纤Sagnac干涉仪的横向压力传感器。使用的光子晶体光纤为低双折射光纤，首先预先在Saganc环中的光子晶体光纤上施加初始压力，使Sagnac干涉仪产生正弦干涉光谱，然后再将被测物体放在光子晶体光纤上，由于被测物体重力的作用，Saganc干涉仪输出的光谱产生移动，实现横向压力传感测量。传感器具有高灵敏度0.529 nm/(N·mm)及超低的温度系数-0.4 pm/℃，其环境温度的影响可以忽略。
2011, 23.
摘要:
采用密度泛函理论与准谐振德拜模型研究了面心立方相的6Li2O在极端条件下的热力学性质与电子结构。结果表明: 6Li2O的热膨胀系数在任何温度下都随压强增加明显降低,但仅当压强较低(低于40 GPa)时，温度对6Li2O的热膨胀系数的影响才明显;O原子半径随压强增大而迅速降低，而随温度的变化并不明显;在低压条件下(低于40 GPa)，带隙随温度的升高缓慢降低；而在高压条件下(高于40 GPa)，温度对带隙宽度的影响几乎可以忽略；无论在什么温度条件下，带隙宽度均随压强的增大而迅速增加。
采用密度泛函理论与准谐振德拜模型研究了面心立方相的6Li2O在极端条件下的热力学性质与电子结构。结果表明: 6Li2O的热膨胀系数在任何温度下都随压强增加明显降低,但仅当压强较低(低于40 GPa)时，温度对6Li2O的热膨胀系数的影响才明显;O原子半径随压强增大而迅速降低，而随温度的变化并不明显;在低压条件下(低于40 GPa)，带隙随温度的升高缓慢降低；而在高压条件下(高于40 GPa)，温度对带隙宽度的影响几乎可以忽略；无论在什么温度条件下，带隙宽度均随压强的增大而迅速增加。
2011, 23.
摘要:
根据Maxwell方程推导出电磁场参数与速度之间的关系，建立了直角坐标下的电磁场和温度场扩散2维偏微分方程, 分析了固体电枢电磁轨道炮的速度趋肤效应。以矩形固体电枢为例，给出了边界条件和激励源函数。采用有限差分法对方程进行求解，并对数据进行了分析，得到轨道和电枢中磁感应强度、温度和电流密度的分布曲线。计算结果表明:电枢的运动使得电流密度集中在电枢和轨道交界面的尾部，使得该局部地区温度增加，进而引起电枢尾部的熔融与烧蚀。
根据Maxwell方程推导出电磁场参数与速度之间的关系，建立了直角坐标下的电磁场和温度场扩散2维偏微分方程, 分析了固体电枢电磁轨道炮的速度趋肤效应。以矩形固体电枢为例，给出了边界条件和激励源函数。采用有限差分法对方程进行求解，并对数据进行了分析，得到轨道和电枢中磁感应强度、温度和电流密度的分布曲线。计算结果表明:电枢的运动使得电流密度集中在电枢和轨道交界面的尾部，使得该局部地区温度增加，进而引起电枢尾部的熔融与烧蚀。
2011, 23.
摘要:
研制了一套新型宽谱电磁脉冲试验系统，该系统采用全电感隔离型重复频率Marx发生器产生高压冲击脉冲，经双极脉冲形成线馈入宽带天线进行宽谱辐射。介绍了发生器工作原理和双极脉冲形成原理。实验结果表明：发生器输出脉冲电压500 kV，脉冲前沿20 ns，重复频率20 Hz，宽谱辐射因子195 kV，辐射中心频率200 MHz，频谱宽度37%。该试验系统结构紧凑、操作灵活，并具有方位辐射方向360°旋转和运程控制等功能。
研制了一套新型宽谱电磁脉冲试验系统，该系统采用全电感隔离型重复频率Marx发生器产生高压冲击脉冲，经双极脉冲形成线馈入宽带天线进行宽谱辐射。介绍了发生器工作原理和双极脉冲形成原理。实验结果表明：发生器输出脉冲电压500 kV，脉冲前沿20 ns，重复频率20 Hz，宽谱辐射因子195 kV，辐射中心频率200 MHz，频谱宽度37%。该试验系统结构紧凑、操作灵活，并具有方位辐射方向360°旋转和运程控制等功能。
2011, 23.
摘要:
采用壳模型分析了深空核爆的电子运动规律，对深空核爆电磁脉冲的形成机理进行了初步研究。考虑MeV量级出射电子的相对论效应，在相对论框架下进行了电子运动过程的推导。计算了空间电荷层限制的形成时间，并提出一旦形成空间电荷限制，后续状态满足准静态近似条件。在此基础上，推导了空间电荷振荡的频率，并与半数值计算的结果进行比对，二者符合得较好。计算表明，远场达到峰值的时间与爆炸当量、电子初始动能和弹体半径等参数密切相关,电场峰值总是出现在核反应极大值之前，并且在空间电荷层限制的形成时间附近。
采用壳模型分析了深空核爆的电子运动规律，对深空核爆电磁脉冲的形成机理进行了初步研究。考虑MeV量级出射电子的相对论效应，在相对论框架下进行了电子运动过程的推导。计算了空间电荷层限制的形成时间，并提出一旦形成空间电荷限制，后续状态满足准静态近似条件。在此基础上，推导了空间电荷振荡的频率，并与半数值计算的结果进行比对，二者符合得较好。计算表明，远场达到峰值的时间与爆炸当量、电子初始动能和弹体半径等参数密切相关,电场峰值总是出现在核反应极大值之前，并且在空间电荷层限制的形成时间附近。
2011, 23.
摘要:
为了获取高频和快脉冲条件下铁基非晶磁芯的重要特性参数，对三种国产铁基非晶磁环的高频响应和快脉冲响应特性进行了实验研究。通过1∶1变压器测试回路发现，在1~20 MHz等振幅正弦源信号作用下，磁芯响应信号幅度损失率从0陡增至50%~60%，当源信号频率继续增大时，响应信号幅度损失率维持在50%~60%。对磁芯快前沿脉冲响应特性进行频谱分析和实验研究的结果表明：受高频涡流损耗影响，磁芯对脉宽小于30 ns时的方波信号的幅度和平顶响应较差；源信号脉宽大于100 ns时，响应信号基本可与源信号重合，且最短前沿响应时间为10 ns。给出了20 Hz~1 MHz周期信号作用下，磁芯相对磁导率随频率的变化曲线。最后给出了在ns级快前沿脉冲作用下，磁芯脉冲磁导率的估算方法和测量结果。
为了获取高频和快脉冲条件下铁基非晶磁芯的重要特性参数，对三种国产铁基非晶磁环的高频响应和快脉冲响应特性进行了实验研究。通过1∶1变压器测试回路发现，在1~20 MHz等振幅正弦源信号作用下，磁芯响应信号幅度损失率从0陡增至50%~60%，当源信号频率继续增大时，响应信号幅度损失率维持在50%~60%。对磁芯快前沿脉冲响应特性进行频谱分析和实验研究的结果表明：受高频涡流损耗影响，磁芯对脉宽小于30 ns时的方波信号的幅度和平顶响应较差；源信号脉宽大于100 ns时，响应信号基本可与源信号重合，且最短前沿响应时间为10 ns。给出了20 Hz~1 MHz周期信号作用下，磁芯相对磁导率随频率的变化曲线。最后给出了在ns级快前沿脉冲作用下，磁芯脉冲磁导率的估算方法和测量结果。
2011, 23.
摘要:
采用PSPICE软件，以PW级Z箍缩驱动源指数传输线为例，模拟分析了用有限多段分段阶跃变阻抗传输线序列模拟连续指数变阻抗传输线时，直角波、半周期正弦、全周期正弦平方等入射脉冲的电压和功率传输效率与分段数以及脉冲参数的关系，并计算了水电阻率对功率传输效率的影响。模拟结果表明：直角波波头的电压和功率传输效率随分段数增大而迅速趋近于理想传输线变压器的值；但对于非直角波入射脉冲而言，分段数并非越多越好，而是存在一个与传输线电长度和输入脉冲波前时间相应的最佳值；随着水电阻率下降，功率传输效率加速降低。
采用PSPICE软件，以PW级Z箍缩驱动源指数传输线为例，模拟分析了用有限多段分段阶跃变阻抗传输线序列模拟连续指数变阻抗传输线时，直角波、半周期正弦、全周期正弦平方等入射脉冲的电压和功率传输效率与分段数以及脉冲参数的关系，并计算了水电阻率对功率传输效率的影响。模拟结果表明：直角波波头的电压和功率传输效率随分段数增大而迅速趋近于理想传输线变压器的值；但对于非直角波入射脉冲而言，分段数并非越多越好，而是存在一个与传输线电长度和输入脉冲波前时间相应的最佳值；随着水电阻率下降，功率传输效率加速降低。
2011, 23.
摘要:
报道了一台实现了双纵模窄线宽激光输出的光纤拉曼放大器。利用中心波长1 079.7 nm的双纵模窄线宽种子激光器获得了频率间隔1.4 GHz、功率比约3∶1的双纵模输出，各纵模的线宽约为10 MHz；再利用1 031 nm泵浦光对双纵模种子光进行拉曼放大，实现了1.07 W双纵模激光输出。拉曼放大过程中，两个纵模的线宽、频率间隔及功率比保持得很好。
报道了一台实现了双纵模窄线宽激光输出的光纤拉曼放大器。利用中心波长1 079.7 nm的双纵模窄线宽种子激光器获得了频率间隔1.4 GHz、功率比约3∶1的双纵模输出，各纵模的线宽约为10 MHz；再利用1 031 nm泵浦光对双纵模种子光进行拉曼放大，实现了1.07 W双纵模激光输出。拉曼放大过程中，两个纵模的线宽、频率间隔及功率比保持得很好。
