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RSS2011年 23卷 第12期
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2011, 23: 1-2.
摘要:
利用电磁理论，研究了多光束激光干涉图样的产生原理，结合计算机数值模拟和相关实验结果，分析了干涉图样的影响因素。研究结果表明：多光束激光干涉图样可以看成是多组余弦分布的平行线条纹的叠加；相干光束的偏振方向、入射方向、光束间相差是干涉图样的重要影响因素，改变这些因素，余弦分布的平行线条纹的振幅、置、周期和方向发生变化，图样也随之变化。
利用电磁理论，研究了多光束激光干涉图样的产生原理，结合计算机数值模拟和相关实验结果，分析了干涉图样的影响因素。研究结果表明：多光束激光干涉图样可以看成是多组余弦分布的平行线条纹的叠加；相干光束的偏振方向、入射方向、光束间相差是干涉图样的重要影响因素，改变这些因素，余弦分布的平行线条纹的振幅、置、周期和方向发生变化，图样也随之变化。
2011, 23: 2-3.
摘要:
为了设计检测离轴非球面的计算全息图（CGH），需要对采样点的相位进行计算。通过平移和旋转，将离轴非球面几何中心的法线作为检测光路光轴。在此基础上，采用光线追迹法，对离轴非球面上采样点的相位分布进行了研究，详细推导了离散相位的计算方法，给出了在3维空间坐标系中，离轴非球面上任意一采样点的相位计算公式，并通过计算、对比同一旋转对称非球面的相位分布对该算法进行了验证。结果表明该计算方法正确，且计算精度能够满足CGH的要求。
为了设计检测离轴非球面的计算全息图（CGH），需要对采样点的相位进行计算。通过平移和旋转，将离轴非球面几何中心的法线作为检测光路光轴。在此基础上，采用光线追迹法，对离轴非球面上采样点的相位分布进行了研究，详细推导了离散相位的计算方法，给出了在3维空间坐标系中，离轴非球面上任意一采样点的相位计算公式，并通过计算、对比同一旋转对称非球面的相位分布对该算法进行了验证。结果表明该计算方法正确，且计算精度能够满足CGH的要求。
2011, 23: 3-8.
摘要:
直接从异向介质中包含饱和非线性、自陡峭和二阶非线性色散效应的非线性扩展传输方程出发，采用线性稳定性分析法，导出了调制不稳定性的色散关系、不稳定条件、无量纲的临界扰动频率和增益谱。计算和讨论了异向介质正折射区无量纲的增益谱随归一化角频率和入射功率密度的变化关系。结果表明，在异向介质正折射区，随归一化角频率和入射功率密度的不同，增益谱将会出现扰动频率大于零、扰动频率大于某个非零临界值、扰动频率大于零而小于某个非零临界值3种形式。在归一化角频率较小时，调制不稳定性可能出现阈值入射功率密度；且在较小的入射功率密度时，调制不稳定性只能出现在大于某个临界频率时。
直接从异向介质中包含饱和非线性、自陡峭和二阶非线性色散效应的非线性扩展传输方程出发，采用线性稳定性分析法，导出了调制不稳定性的色散关系、不稳定条件、无量纲的临界扰动频率和增益谱。计算和讨论了异向介质正折射区无量纲的增益谱随归一化角频率和入射功率密度的变化关系。结果表明，在异向介质正折射区，随归一化角频率和入射功率密度的不同，增益谱将会出现扰动频率大于零、扰动频率大于某个非零临界值、扰动频率大于零而小于某个非零临界值3种形式。在归一化角频率较小时，调制不稳定性可能出现阈值入射功率密度；且在较小的入射功率密度时，调制不稳定性只能出现在大于某个临界频率时。
2011, 23: 4-5.
摘要:
比较了不同类型的弹载定高体制，提出了脉冲激光与重力加速度传感器复合定高的定距原理,并对测距误差进行深入分析，得出其定高精度。对设计出的原理样机进行了实验测试，平台倾斜角度检测实验的结果表明，静态条件下最大角度误差小于0.3；0~500 m定高测试实验的结果表明，测量平均值与实际值最大误差为2.5 m，并且与目标距离无关。
比较了不同类型的弹载定高体制，提出了脉冲激光与重力加速度传感器复合定高的定距原理,并对测距误差进行深入分析，得出其定高精度。对设计出的原理样机进行了实验测试，平台倾斜角度检测实验的结果表明，静态条件下最大角度误差小于0.3；0~500 m定高测试实验的结果表明，测量平均值与实际值最大误差为2.5 m，并且与目标距离无关。
2011, 23: 5-6.
摘要:
以拼接光栅作为色散元件的激光脉冲压缩器中，要求脉冲压缩光栅表面光强分布均匀、能量输出效率高。利用菲涅耳-基尔霍夫衍射原理对脉冲压缩光栅表面光强和远场光强分布进行了研究。计算了拼接光栅缝隙宽度对光栅表面光强变化量和远场光强极大值的影响。在利特罗角附近入射时发现激光脉冲光强分布与拼接光栅缝隙宽度相关，得出了光栅拼接缝隙宽度应控制在0.5 mm以内。适当提高缝隙衍射效率能够改善光强分布均匀性和提高光能量输出，提出了对拼接缝隙采用两次重复曝光以提高其衍射效率的方法。
以拼接光栅作为色散元件的激光脉冲压缩器中，要求脉冲压缩光栅表面光强分布均匀、能量输出效率高。利用菲涅耳-基尔霍夫衍射原理对脉冲压缩光栅表面光强和远场光强分布进行了研究。计算了拼接光栅缝隙宽度对光栅表面光强变化量和远场光强极大值的影响。在利特罗角附近入射时发现激光脉冲光强分布与拼接光栅缝隙宽度相关，得出了光栅拼接缝隙宽度应控制在0.5 mm以内。适当提高缝隙衍射效率能够改善光强分布均匀性和提高光能量输出，提出了对拼接缝隙采用两次重复曝光以提高其衍射效率的方法。
2011, 23: 6-7.
摘要:
提出一种基于1维线衍射光栅的CCD相机光电响应特性标定方法，该方法利用衍射光栅对入射光束的分束特性，在远场焦平面内形成一系列衍射子光斑，采取有效的方法对多组衍射子光斑峰值测量数据进行融合，得到测量灰度值及通过理论计算得到的理论灰度值，拟合两组数据从而完成对CCD光电响应特性的标定。根据实验室现有的激光源与聚焦光学系统的参数，设计了一系列1维线光栅，完成某特性未知的红外CCD相机对中红外激光光电响应特性的标定。该标定方法具有光能利用率高的特点，多组测量数据的融合扩大了CCD标定的范围,并对标定结果在光斑真实形态重构中的应用进行了分析讨论。
提出一种基于1维线衍射光栅的CCD相机光电响应特性标定方法，该方法利用衍射光栅对入射光束的分束特性，在远场焦平面内形成一系列衍射子光斑，采取有效的方法对多组衍射子光斑峰值测量数据进行融合，得到测量灰度值及通过理论计算得到的理论灰度值，拟合两组数据从而完成对CCD光电响应特性的标定。根据实验室现有的激光源与聚焦光学系统的参数，设计了一系列1维线光栅，完成某特性未知的红外CCD相机对中红外激光光电响应特性的标定。该标定方法具有光能利用率高的特点，多组测量数据的融合扩大了CCD标定的范围,并对标定结果在光斑真实形态重构中的应用进行了分析讨论。
2011, 23.
摘要:
分析了高次非球面与其加工用最接近球面之间的几何关系特点，提出了一种基于1维搜索的高精度高次非球面最接近球面计算方法。该算法可以计算二次或高次凹（凸）非球面的加工用最接近球面半径、球心位置及非球面度。通过计算实例与现有计算最接近球面的方法相比，该算法在计算高次非球面时将最大非球面度从500.8 m减小到30.0 m，在计算二次非球面时计算结果与精确公式法得到的结果一致。计算实例表明该方法计算高次非球面时得到的最接近球面更优、计算精度更高，且适用于任意次非球面最接近球面的精确计算。
分析了高次非球面与其加工用最接近球面之间的几何关系特点，提出了一种基于1维搜索的高精度高次非球面最接近球面计算方法。该算法可以计算二次或高次凹（凸）非球面的加工用最接近球面半径、球心位置及非球面度。通过计算实例与现有计算最接近球面的方法相比，该算法在计算高次非球面时将最大非球面度从500.8 m减小到30.0 m，在计算二次非球面时计算结果与精确公式法得到的结果一致。计算实例表明该方法计算高次非球面时得到的最接近球面更优、计算精度更高，且适用于任意次非球面最接近球面的精确计算。
2011, 23: 8-9.
摘要:
针对大口径光学器件在抛光加工过程中子孔径拼接检测效率低的问题，提出并分析了用稀疏子孔径采样法对大口径光学器件抛光加工过程进行过程检测。通过软件仿真分析稀疏子孔径不同的采样分布，并拟合出不同采样分布的全口径面形，与实际测得全口径面形进行比较。结果表明：当稀疏子孔径采样分布合理时，稀疏子孔径采样检测法检测出的全口径面形与实际测量的全口径面形相当，所以稀疏子孔径采样检测法可以在抛光过程中进行检测，从而提高检测效率。
针对大口径光学器件在抛光加工过程中子孔径拼接检测效率低的问题，提出并分析了用稀疏子孔径采样法对大口径光学器件抛光加工过程进行过程检测。通过软件仿真分析稀疏子孔径不同的采样分布，并拟合出不同采样分布的全口径面形，与实际测得全口径面形进行比较。结果表明：当稀疏子孔径采样分布合理时，稀疏子孔径采样检测法检测出的全口径面形与实际测量的全口径面形相当，所以稀疏子孔径采样检测法可以在抛光过程中进行检测，从而提高检测效率。
2011, 23: 9-10.
摘要:
根据定向起爆部对引信提出的时间匹配和空间匹配的要求，针对弹目交会相对运动环境，在惯性坐标系下3个相互垂直的2维平面内，建立了弹目相对速度下脉冲激光方位探测引信系统的最佳起爆延时和最佳起爆方位角模型，并对相关时间匹配和空间匹配特性进行了量化及数值仿真分析。结果表明:模型与弹目交会角、目标初始方位角、发射激光束与弹丸速度夹角、引信中心至目标尾部距离、目标外型参数、目标速度、破片飞散速度、弹丸内部结构参数、弹丸速度等目标区环境信息有关
根据定向起爆部对引信提出的时间匹配和空间匹配的要求，针对弹目交会相对运动环境，在惯性坐标系下3个相互垂直的2维平面内，建立了弹目相对速度下脉冲激光方位探测引信系统的最佳起爆延时和最佳起爆方位角模型，并对相关时间匹配和空间匹配特性进行了量化及数值仿真分析。结果表明:模型与弹目交会角、目标初始方位角、发射激光束与弹丸速度夹角、引信中心至目标尾部距离、目标外型参数、目标速度、破片飞散速度、弹丸内部结构参数、弹丸速度等目标区环境信息有关
2011, 23: 10-11.
摘要:
利用800 nm飞秒激光脉冲作为光源，在标准通信单模光纤上直接刻写周期分别为100，200，300和400 m的长周期光纤光栅(LPFG)，得到波长范围为1 280～1 680 nm的透射谱，分析研究了在不同刻写条件下LPFG透射谱的共振波长、透射深度和插入损耗等参数的变化。通过对比分析发现透射衰减与刻写长度、条数以及平台高度等有着一定的对应关系。优化实验参数制作出共振波长分别约为1 407，1 311，1 669，1 551 nm，透射深度分别约为24.0,22.3，27.8，23.4 dB，插入损耗分别约为2.5，1.7，3.2，2.0 dB的LPFG。
利用800 nm飞秒激光脉冲作为光源，在标准通信单模光纤上直接刻写周期分别为100，200，300和400 m的长周期光纤光栅(LPFG)，得到波长范围为1 280～1 680 nm的透射谱，分析研究了在不同刻写条件下LPFG透射谱的共振波长、透射深度和插入损耗等参数的变化。通过对比分析发现透射衰减与刻写长度、条数以及平台高度等有着一定的对应关系。优化实验参数制作出共振波长分别约为1 407，1 311，1 669，1 551 nm，透射深度分别约为24.0,22.3，27.8，23.4 dB，插入损耗分别约为2.5，1.7，3.2，2.0 dB的LPFG。
2011, 23: 11-12.
摘要:
采用基于稀疏矩阵的大规模非负最小二乘法，对大口径、微浮雕结构光学元件加工中的驻留时间进行了分析与求解，并对该算法开展了正则化研究。仿真结果表明:与传统非负最小二乘法相比，基于稀疏矩阵的大规模非负最小二乘法精度高、效率快。采用该算法仿真加工平均振幅为1.177 6倍波长的大口径、微浮雕结构光学元件，误差面形均方根收敛至0.067倍波长。
采用基于稀疏矩阵的大规模非负最小二乘法，对大口径、微浮雕结构光学元件加工中的驻留时间进行了分析与求解，并对该算法开展了正则化研究。仿真结果表明:与传统非负最小二乘法相比，基于稀疏矩阵的大规模非负最小二乘法精度高、效率快。采用该算法仿真加工平均振幅为1.177 6倍波长的大口径、微浮雕结构光学元件，误差面形均方根收敛至0.067倍波长。
2011, 23: 12-13.
摘要:
针对相控阵天线中基于光纤的微波光子移相器原理进行研究，并在此基础上设计了新型方案，通过引入可调分光器和保偏光纤来精确控制相移，降低了移相器的复杂性和相干干涉损耗，增强了移相器的可控性。研究了分光系数和频率对信号相位和幅度的影响，实现了超过140的移相，并可通过功率放大器来补偿信号幅度损失
针对相控阵天线中基于光纤的微波光子移相器原理进行研究，并在此基础上设计了新型方案，通过引入可调分光器和保偏光纤来精确控制相移，降低了移相器的复杂性和相干干涉损耗，增强了移相器的可控性。研究了分光系数和频率对信号相位和幅度的影响，实现了超过140的移相，并可通过功率放大器来补偿信号幅度损失
2011, 23: 13-14.
摘要:
介绍了掠入射X射线散射法(GXRS法)测量超光滑表面的原理及基于商业用X射线衍射仪改造而成的实验装置。以3片不同粗糙度的硅片作为实验样品，分别应用一级矢量微扰理论和改进的Harvey-Shack理论对其散射分布进行处理，所得结果与原子力显微镜测量结果基本相符。分析了探测器接收狭缝的宽度和入射光发散度对实验结果的影响，随着探测器接收狭缝宽度和入射光发散度的减小，测量误差呈指数迅速减小。在所测量的空间频率范围内，功率谱密度（PSD）函数的误差随频率的增加而减小。
介绍了掠入射X射线散射法(GXRS法)测量超光滑表面的原理及基于商业用X射线衍射仪改造而成的实验装置。以3片不同粗糙度的硅片作为实验样品，分别应用一级矢量微扰理论和改进的Harvey-Shack理论对其散射分布进行处理，所得结果与原子力显微镜测量结果基本相符。分析了探测器接收狭缝的宽度和入射光发散度对实验结果的影响，随着探测器接收狭缝宽度和入射光发散度的减小，测量误差呈指数迅速减小。在所测量的空间频率范围内，功率谱密度（PSD）函数的误差随频率的增加而减小。
2011, 23: 14-15.
摘要:
采用数值方法研究了超强激光与等离子体相互作用中产生的电磁不稳定性及其产生机制。用Spitzer-Harm理论分析了电子热传导中能量的运输情况，观察到由激光的非等方加热引起的电子纵向加热现象。结果表明，不稳定性激发的强电磁场使电子束在非常短的距离内沉积能量，同时对在激光有质动力推开电子时形成的电子热流产生抑制作用。同时发现，随着自生磁场的增长，电子被磁场波捕捉，热运输受抑制。
采用数值方法研究了超强激光与等离子体相互作用中产生的电磁不稳定性及其产生机制。用Spitzer-Harm理论分析了电子热传导中能量的运输情况，观察到由激光的非等方加热引起的电子纵向加热现象。结果表明，不稳定性激发的强电磁场使电子束在非常短的距离内沉积能量，同时对在激光有质动力推开电子时形成的电子热流产生抑制作用。同时发现，随着自生磁场的增长，电子被磁场波捕捉，热运输受抑制。
2011, 23: 15-16.
摘要:
基于平移旋转的球面绝对检测技术是一种实现高精度面形测量的有效手段。通过绕光轴多次等角度旋转被测球面测得被测面面形误差的旋转非对称部分，并由共心平移被测球面恢复出被测面面形误差的旋转对称部分，合成即可得到被测球面完整的面形信息。详细推导了平移旋转法的理论公式，并进行了仿真分析。仿真结果表明，基于上述方法获得的被测球面面形误差与初始面形误差残差图的均方根值为5.300 010-12 nm，其与初始面形误差均方根值的比值为1.164 110-12，理论误差极小，满足高精度面形检测要求。
基于平移旋转的球面绝对检测技术是一种实现高精度面形测量的有效手段。通过绕光轴多次等角度旋转被测球面测得被测面面形误差的旋转非对称部分，并由共心平移被测球面恢复出被测面面形误差的旋转对称部分，合成即可得到被测球面完整的面形信息。详细推导了平移旋转法的理论公式，并进行了仿真分析。仿真结果表明，基于上述方法获得的被测球面面形误差与初始面形误差残差图的均方根值为5.300 010-12 nm，其与初始面形误差均方根值的比值为1.164 110-12，理论误差极小，满足高精度面形检测要求。
2011, 23: 16-17.
摘要:
利用Zernike多项式进行最小二乘拟合来计算矩形元件的离焦及像散,不需要波面数据在圆域内正交，从而避免了波面数据缺失区域的数据插值。通过计算圆形口径数据，与商业软件计算结果比较，差别小于0.005倍波长，证明了该方法计算离焦及像散的可行性。分析了不同长宽比下矩形元件的离焦及像散。结果表明用商业软件计算矩形口径元件像散时，随着长宽比的增加，偏差会明显增大。
利用Zernike多项式进行最小二乘拟合来计算矩形元件的离焦及像散,不需要波面数据在圆域内正交，从而避免了波面数据缺失区域的数据插值。通过计算圆形口径数据，与商业软件计算结果比较，差别小于0.005倍波长，证明了该方法计算离焦及像散的可行性。分析了不同长宽比下矩形元件的离焦及像散。结果表明用商业软件计算矩形口径元件像散时，随着长宽比的增加，偏差会明显增大。
2011, 23: 17-18.
摘要:
建立了基于矩阵计算的驻留时间计算模型，根据实际加工要求建立了最小二乘和最佳一致逼近最优化求解数学模型，总结了两类优化问题的求解方法。根据自研数学解法器，利用数值计算分析了这两类算法的计算特点。仿真结果显示，两种自研算法具有较高的计算精度，最小二乘逼近算法计算效率有待提高，对外界扰动和计算模型等误差不敏感,最佳一致逼近算法计算效率较高，但对误差比较敏感。实际加工时，如果面形精度已经比较高时，建议多采用最小二乘逼近算法。
建立了基于矩阵计算的驻留时间计算模型，根据实际加工要求建立了最小二乘和最佳一致逼近最优化求解数学模型，总结了两类优化问题的求解方法。根据自研数学解法器，利用数值计算分析了这两类算法的计算特点。仿真结果显示，两种自研算法具有较高的计算精度，最小二乘逼近算法计算效率有待提高，对外界扰动和计算模型等误差不敏感,最佳一致逼近算法计算效率较高，但对误差比较敏感。实际加工时，如果面形精度已经比较高时，建议多采用最小二乘逼近算法。
2011, 23: 18-19.
摘要:
提出了一种利用二元相位光栅产生环形光源的新方法，并且可以实现环形光源的环半径和环厚度连续或固定可调。阐述了环形光源抑制相干噪声的原理，推导了环形光源半径及干涉腔长度与条纹对比度之间的关系。实验表明：环形光源能保持干涉条纹对比度,同时有效抑制相干噪声，环形光源模式系统的本征噪声峰谷值小于点光源模式，且没有明显牛顿环噪声，测量重复性和测量精度都高于点光源模式,从而提高了测量精度。
提出了一种利用二元相位光栅产生环形光源的新方法，并且可以实现环形光源的环半径和环厚度连续或固定可调。阐述了环形光源抑制相干噪声的原理，推导了环形光源半径及干涉腔长度与条纹对比度之间的关系。实验表明：环形光源能保持干涉条纹对比度,同时有效抑制相干噪声，环形光源模式系统的本征噪声峰谷值小于点光源模式，且没有明显牛顿环噪声，测量重复性和测量精度都高于点光源模式,从而提高了测量精度。
2011, 23: 19-20.
摘要:
分析了多光束空间分布产生的误差对图形的影响,通过计算优化得到三光束产生的干涉图形在整个面内有着更好的图形稳定性。利用氦镉激光光源通过特定的光学系统形成空间分布近似旋转对称的三束光, 对光致抗蚀剂进行干涉曝光,制作出了周期600 nm、高度350 nm的蜂窝状点阵,测量结果表明该系统具有很好的图形重复性和稳定性,同时降低了对于光学光路的精密性要求。
分析了多光束空间分布产生的误差对图形的影响,通过计算优化得到三光束产生的干涉图形在整个面内有着更好的图形稳定性。利用氦镉激光光源通过特定的光学系统形成空间分布近似旋转对称的三束光, 对光致抗蚀剂进行干涉曝光,制作出了周期600 nm、高度350 nm的蜂窝状点阵,测量结果表明该系统具有很好的图形重复性和稳定性,同时降低了对于光学光路的精密性要求。
2011, 23: 20-21.
摘要:
以平顶高斯光束为例，对光束傍轴度3种定义，即傍轴估计量、傍轴度和傍轴度修正式做了解析研究和计算分析。结果表明，当束腰宽度与波长之比很小时，三者存在显著差异，傍轴估计量会导致非物理结果。而对实际应用中感兴趣的束腰宽度与波长之比取中间值情况，傍轴度和傍轴度修正式得出类似的结果。因此，傍轴度和傍轴度修正值都可以用来描述光束的傍轴性。
以平顶高斯光束为例，对光束傍轴度3种定义，即傍轴估计量、傍轴度和傍轴度修正式做了解析研究和计算分析。结果表明，当束腰宽度与波长之比很小时，三者存在显著差异，傍轴估计量会导致非物理结果。而对实际应用中感兴趣的束腰宽度与波长之比取中间值情况，傍轴度和傍轴度修正式得出类似的结果。因此，傍轴度和傍轴度修正值都可以用来描述光束的傍轴性。
2011, 23: 21-22.
摘要:
为解决基于雷达高度表探测的地形匹配导航系统探测精度不高、易受电子干扰影响而失效、且在跨海飞行时无法导航的难题，设计了一种激光高度计来代替雷达高度表进行地形探测。采用二极管泵浦固体激光器技术设计激光发射装置，输出近红外/蓝绿双波长激光，既可以测量陆地地形高度，又可以穿透海水探测海底地形；并根据激光高度计拟达到的性能指标选择合适的光电探测器，优化设计了光学系统、扫描系统和信号处理系统。所设计的激光高度计具有体积小、重量轻、高重频、探测灵敏度高、抗电磁干扰能力强等特点。
为解决基于雷达高度表探测的地形匹配导航系统探测精度不高、易受电子干扰影响而失效、且在跨海飞行时无法导航的难题，设计了一种激光高度计来代替雷达高度表进行地形探测。采用二极管泵浦固体激光器技术设计激光发射装置，输出近红外/蓝绿双波长激光，既可以测量陆地地形高度，又可以穿透海水探测海底地形；并根据激光高度计拟达到的性能指标选择合适的光电探测器，优化设计了光学系统、扫描系统和信号处理系统。所设计的激光高度计具有体积小、重量轻、高重频、探测灵敏度高、抗电磁干扰能力强等特点。
2011, 23: 22-23.
摘要:
对T300/AG80碳纤维复合材料层合板在激光辐照下的应变变化情况进行了测试。利用动态应变仪对不同半径激光光斑照射下的试件正面和背面的0,45,90三个方向的应变进行记录，通过对消除温升影响后的试验数据进行分析得知：各处应变随测试点到光斑中心的距离增大而减小；0方向应变最小，90方向应变最大，光斑辐照层合板5 s时，90方向应变值至少是0方向应变值的1.5倍。采用有限元分析软件对试验过程进行模拟，光斑外各处热应力随其到光斑中心距离的增大而减小。将模拟中得到的应变与试验过程中的测试值对比，得到温升影响造成的最大相对误差为16.9%.
对T300/AG80碳纤维复合材料层合板在激光辐照下的应变变化情况进行了测试。利用动态应变仪对不同半径激光光斑照射下的试件正面和背面的0,45,90三个方向的应变进行记录，通过对消除温升影响后的试验数据进行分析得知：各处应变随测试点到光斑中心的距离增大而减小；0方向应变最小，90方向应变最大，光斑辐照层合板5 s时，90方向应变值至少是0方向应变值的1.5倍。采用有限元分析软件对试验过程进行模拟，光斑外各处热应力随其到光斑中心距离的增大而减小。将模拟中得到的应变与试验过程中的测试值对比，得到温升影响造成的最大相对误差为16.9%.
2011, 23: 23-24.
摘要:
以固体火箭发动机中的玻璃纤维复合材料壳体/绝热层试件的脱粘缺陷为研究对象，利用脉冲闪光灯热激励方式对试件进行加热，用红外热像仪实时监测试件的表面温度场，由表面温度差异来判定试件内部缺陷，然后通过对热像图进行图像增强处理和分割以定量识别缺陷。将实验结果与超声C扫描检测结果进行的对比分析表明:红外热像无损检测方法能够快速直观地发现深度5 mm以内、直径10 mm以上的脱粘缺陷，而超声C扫描检测更适合于对特定缺陷进行准确定量检测。
以固体火箭发动机中的玻璃纤维复合材料壳体/绝热层试件的脱粘缺陷为研究对象，利用脉冲闪光灯热激励方式对试件进行加热，用红外热像仪实时监测试件的表面温度场，由表面温度差异来判定试件内部缺陷，然后通过对热像图进行图像增强处理和分割以定量识别缺陷。将实验结果与超声C扫描检测结果进行的对比分析表明:红外热像无损检测方法能够快速直观地发现深度5 mm以内、直径10 mm以上的脱粘缺陷，而超声C扫描检测更适合于对特定缺陷进行准确定量检测。
2011, 23: 24-25.
摘要:
大角度倾斜入射时，光学薄膜表现出强烈的偏振效应。入射光S分量和P分量的反射率和透射率曲线，以及反射或透射引起的两个分量的相位变化都不再相同，彼此有一定的偏振分离。通过对产生偏振效应内在原因的分析，采用一个在近红外波段对于45倾斜入射光的S分量和P分量等效导纳非常接近的膜系结构，结合单纯形法优化算法，设计得到一个1 500～1 600 nm范围内反射率都是50％的近红外消偏振分光膜。结果显示，在45入射时，S分量和P分量的反射率曲线偏振分离小，反射和透射引起的相位变化也控制在很小范围。
大角度倾斜入射时，光学薄膜表现出强烈的偏振效应。入射光S分量和P分量的反射率和透射率曲线，以及反射或透射引起的两个分量的相位变化都不再相同，彼此有一定的偏振分离。通过对产生偏振效应内在原因的分析，采用一个在近红外波段对于45倾斜入射光的S分量和P分量等效导纳非常接近的膜系结构，结合单纯形法优化算法，设计得到一个1 500～1 600 nm范围内反射率都是50％的近红外消偏振分光膜。结果显示，在45入射时，S分量和P分量的反射率曲线偏振分离小，反射和透射引起的相位变化也控制在很小范围。
2011, 23: 25-26.
摘要:
对中远红外双波段激光器中DF和CO2两种增益介质的匹配进行了研究。根据对DF和CO2两种增益介质分布的理论分析，发现DF相比于CO2介质增益峰值位置更靠前，激活区长度更短，据此设计加工了一台双波段激光器，使CO2气体注入孔位置可调，通过D2和CO2注入孔位置的差别来实现两种介质增益峰值位置的匹配。实验证明了这种设计是有效的，并确定了激光器共同光轴的最佳位置位于D2气注入孔下游3 mm,CO2注入孔下游33 mm处，此处双波段激光的输出功率均接近最大值。
对中远红外双波段激光器中DF和CO2两种增益介质的匹配进行了研究。根据对DF和CO2两种增益介质分布的理论分析，发现DF相比于CO2介质增益峰值位置更靠前，激活区长度更短，据此设计加工了一台双波段激光器，使CO2气体注入孔位置可调，通过D2和CO2注入孔位置的差别来实现两种介质增益峰值位置的匹配。实验证明了这种设计是有效的，并确定了激光器共同光轴的最佳位置位于D2气注入孔下游3 mm,CO2注入孔下游33 mm处，此处双波段激光的输出功率均接近最大值。
2011, 23: 26-27.
摘要:
将拓扑荷为4的螺旋相位光束与平面光干涉的计算全息图输入到空间光调制器中，得到含有多个衍射级次的高阶涡旋光束。为提高衍射效率，利用激光直写技术制作拓扑荷为4的高阶螺旋相位板，经测定，相位板深度理论数值为1.073 m，测量数值为1.082 m，相位板制作误差在0.83%以内。平行光束通过此相位板时，在夫琅和费衍射场获得一个高质量的高阶光学涡旋，光强分布与理论数值基本吻合，衍射效率达到86%。
将拓扑荷为4的螺旋相位光束与平面光干涉的计算全息图输入到空间光调制器中，得到含有多个衍射级次的高阶涡旋光束。为提高衍射效率，利用激光直写技术制作拓扑荷为4的高阶螺旋相位板，经测定，相位板深度理论数值为1.073 m，测量数值为1.082 m，相位板制作误差在0.83%以内。平行光束通过此相位板时，在夫琅和费衍射场获得一个高质量的高阶光学涡旋，光强分布与理论数值基本吻合，衍射效率达到86%。
2011, 23: 27-28.
摘要:
为进一步提高温度测量精度，以激光照射下普通钢的熔池为研究对象，通过对发射率模型的合理假设，实现了双光谱测温系统的补偿优化。测量结果显示，针对普通钢的温度测量时，发射率采用指数模型可以取得很好的测量效果，测量误差在4%以内。同时，在同一种测量条件下将优化后的测温法与传统的比色法测温进行精度比较，证实与比色法相比该方法的误差显著减少。通过对数据处理的误差做定量分析，得出其误差在13~25 ℃之间。
为进一步提高温度测量精度，以激光照射下普通钢的熔池为研究对象，通过对发射率模型的合理假设，实现了双光谱测温系统的补偿优化。测量结果显示，针对普通钢的温度测量时，发射率采用指数模型可以取得很好的测量效果，测量误差在4%以内。同时，在同一种测量条件下将优化后的测温法与传统的比色法测温进行精度比较，证实与比色法相比该方法的误差显著减少。通过对数据处理的误差做定量分析，得出其误差在13~25 ℃之间。
2011, 23: 28-29.
摘要:
提出了基于修正的尺度不变特征变换（SIFT）特征提取和Shape Context特征描述算子相结合的多模图像自动配准算法，该算法利用修正的SIFT算法提取多模图像中的特征点，然后采用Shape Context算子描述特征点，利用特征点周围区域边缘点的梯度方向形成特征向量。采用欧氏距离作为匹配标准对多模图像中特征点进行初始匹配，然后通过RANSAC算法消除误匹配的特征点对，并采用最小二乘法计算仿射变换参数，最后通过仿射变换和双线性插值实现图像配准。对红外图像和可见光图像的配准实验结果表明了本算法的有效性和稳定性。
提出了基于修正的尺度不变特征变换（SIFT）特征提取和Shape Context特征描述算子相结合的多模图像自动配准算法，该算法利用修正的SIFT算法提取多模图像中的特征点，然后采用Shape Context算子描述特征点，利用特征点周围区域边缘点的梯度方向形成特征向量。采用欧氏距离作为匹配标准对多模图像中特征点进行初始匹配，然后通过RANSAC算法消除误匹配的特征点对，并采用最小二乘法计算仿射变换参数，最后通过仿射变换和双线性插值实现图像配准。对红外图像和可见光图像的配准实验结果表明了本算法的有效性和稳定性。
2011, 23: 29-30.
摘要:
采用放电图像拍摄和放电波形测量两种方法研究了放电激励HF激光工作介质SF6气体的放电特性。实验结果表明：SF6气体放电可以分为主放电、剩余电压维持和电弧放电3个阶段。主放电阶段为均匀体放电，电容储能大部分在此阶段沉积于放电等离子体中；剩余电压维持阶段无明显放电；在电弧放电阶段激光器以电弧形式消耗剩余储能。通过对放电波形的分析，获得剩余电压及主放电阶段能量沉积效率随充电电压的变化规律。随着充电电压提高，剩余电压下降，沉积效率逐渐提高。沉积效率最大值对应于主放电与电弧放电相接的时刻。
采用放电图像拍摄和放电波形测量两种方法研究了放电激励HF激光工作介质SF6气体的放电特性。实验结果表明：SF6气体放电可以分为主放电、剩余电压维持和电弧放电3个阶段。主放电阶段为均匀体放电，电容储能大部分在此阶段沉积于放电等离子体中；剩余电压维持阶段无明显放电；在电弧放电阶段激光器以电弧形式消耗剩余储能。通过对放电波形的分析，获得剩余电压及主放电阶段能量沉积效率随充电电压的变化规律。随着充电电压提高，剩余电压下降，沉积效率逐渐提高。沉积效率最大值对应于主放电与电弧放电相接的时刻。
2011, 23: 30-31.
摘要:
从准相位失配关系出发，研究了PPLN晶体倍频效率与温度的关系，针对温度对折射率与极化周期的影响，分析了激光热效应对准相位匹配系统谐波转换过程的影响。采用有限元分析法计算了PPLN材料内部温度分布状况，并对热效应影响下晶体内部倍频效率变化情况进行了计算。计算结果表明：在不同基频光功率密度下，在倍频过程中晶体温度及通光方向截面折射率的分布不同，在倍频晶体出射面倍频效率的分布也不同；随基频光功率密度增大，晶体整体温度与折射率增大，出射端面倍频效率分布随基频光功率密度变化而变化;与理想条件倍频系统相比，激光热效应对晶体倍频效率有一定的影响。
从准相位失配关系出发，研究了PPLN晶体倍频效率与温度的关系，针对温度对折射率与极化周期的影响，分析了激光热效应对准相位匹配系统谐波转换过程的影响。采用有限元分析法计算了PPLN材料内部温度分布状况，并对热效应影响下晶体内部倍频效率变化情况进行了计算。计算结果表明：在不同基频光功率密度下，在倍频过程中晶体温度及通光方向截面折射率的分布不同，在倍频晶体出射面倍频效率的分布也不同；随基频光功率密度增大，晶体整体温度与折射率增大，出射端面倍频效率分布随基频光功率密度变化而变化;与理想条件倍频系统相比，激光热效应对晶体倍频效率有一定的影响。
2011, 23: 31-32.
摘要:
对大口径的薄片激光器的失调输出特性进行了理论和实验研究，V-型腔由平面输出耦合镜和凹面反射镜及孔径光阑组成。基于矩阵光学和失调衍射积分方程得到了激光器的功率失调曲线。实验测量了在200 Hz泵浦频率下加入不同孔径光阑后谐振腔失调对输出功率的影响和谐振腔失调对光束质量的影响，以及在300 Hz泵浦频率下输出功率分别与平面输出耦合镜和凹面反射镜失调的关系。实验结果表明:失调输出功率和失调角度成二次函数关系，失调容限和腔镜口径成正比，光束质量因子随失调角度的增大而变小。
对大口径的薄片激光器的失调输出特性进行了理论和实验研究，V-型腔由平面输出耦合镜和凹面反射镜及孔径光阑组成。基于矩阵光学和失调衍射积分方程得到了激光器的功率失调曲线。实验测量了在200 Hz泵浦频率下加入不同孔径光阑后谐振腔失调对输出功率的影响和谐振腔失调对光束质量的影响，以及在300 Hz泵浦频率下输出功率分别与平面输出耦合镜和凹面反射镜失调的关系。实验结果表明:失调输出功率和失调角度成二次函数关系，失调容限和腔镜口径成正比，光束质量因子随失调角度的增大而变小。
2011, 23: 32-33.
摘要:
为检测红外序列图像中的运动弱小目标，分析了目标在序列图像中的运动特性和概率分布特性，以及目标和噪声在序列中的能量分布特性。提出连续M帧高阶累积方法来增强运动弱目标能量，用假设检验对目标和背景进行分割，通过搜寻序列运动能量中心来实现目标的多帧关联检测。通过仿真实验证明了算法对红外弱小目标检测有效性。
为检测红外序列图像中的运动弱小目标，分析了目标在序列图像中的运动特性和概率分布特性，以及目标和噪声在序列中的能量分布特性。提出连续M帧高阶累积方法来增强运动弱目标能量，用假设检验对目标和背景进行分割，通过搜寻序列运动能量中心来实现目标的多帧关联检测。通过仿真实验证明了算法对红外弱小目标检测有效性。
2011, 23: 33-34.
摘要:
研制了一台全光纤结构主振荡功率放大型掺镱单频光纤激光器。该光纤激光器包括种子激光器和级联放大器两部分。种子激光器是自行搭建的环形腔结构的单频窄线宽光纤激光器。在976 nm半导体激光器泵浦下，能够输出线宽为10 MHz量级、波长为1 079.88 nm的单频光，激光功率为10.02 W，光-光转化效率为58.9%，斜率效率为65.3%。
研制了一台全光纤结构主振荡功率放大型掺镱单频光纤激光器。该光纤激光器包括种子激光器和级联放大器两部分。种子激光器是自行搭建的环形腔结构的单频窄线宽光纤激光器。在976 nm半导体激光器泵浦下，能够输出线宽为10 MHz量级、波长为1 079.88 nm的单频光，激光功率为10.02 W，光-光转化效率为58.9%，斜率效率为65.3%。
2011, 23: 34-35.
摘要:
为方便快捷地查找出氧碘化学激光器故障发生的原因，以氧碘化学激光器常见故障为例，建立了其功率失常的故障树模型，用最小割集理论按下行法对模型进行了定性分析和定量分析。分析表明：氧碘化学激光器7个子系统中，碘供给子系统的可靠性最低，氯气供给子系统次之，这与实际情况相符。计算出的氧碘化学激光器出光不正常发生概率为3.99%，其可靠度为96.01%。
为方便快捷地查找出氧碘化学激光器故障发生的原因，以氧碘化学激光器常见故障为例，建立了其功率失常的故障树模型，用最小割集理论按下行法对模型进行了定性分析和定量分析。分析表明：氧碘化学激光器7个子系统中，碘供给子系统的可靠性最低，氯气供给子系统次之，这与实际情况相符。计算出的氧碘化学激光器出光不正常发生概率为3.99%，其可靠度为96.01%。
2011, 23: 35-36.
摘要:
依据高功率固体激光装置对大口径反射镜附加波前畸变的严格要求，通过选择适合的结构形式、材料及连接方式和支撑位置设计了大口径反射镜支撑结构，并对其进行了优化分析计算和验证性试验。面形精度试验结果表明：装夹引入的附加波前畸变的峰谷值（PV 值）约为150 nm，小于/3(=632 nm)，结构满足设计指标要求。
依据高功率固体激光装置对大口径反射镜附加波前畸变的严格要求，通过选择适合的结构形式、材料及连接方式和支撑位置设计了大口径反射镜支撑结构，并对其进行了优化分析计算和验证性试验。面形精度试验结果表明：装夹引入的附加波前畸变的峰谷值（PV 值）约为150 nm，小于/3(=632 nm)，结构满足设计指标要求。
2011, 23: 36-37.
摘要:
研究了块体金属玻璃（块体非晶合金）Zr65Al7.5Ni10Cu17.5, Co61.2B26.2Si7.8Ta4.8和金属多晶钼3种第一镜材料经低温等离子体H和Ar辐照后的表面特性变化。结果表明，两种块体金属玻璃的抗H等离子体溅射能力与其成分有关。随着等离子体辐照时间的增加，金属多晶钼和块体金属玻璃Zr65Al7.5Ni10Cu17.5的表面粗糙度增大,镜面反射率降低；而块体金属玻璃Co61.2B26.2Si7.8Ta4.8的表面粗糙度减小,镜面反射率升高。X射线衍射仪（XRD）分析表明，块体金属玻璃在离子体溅射过程中，表面微结构具有自修复性。
研究了块体金属玻璃（块体非晶合金）Zr65Al7.5Ni10Cu17.5, Co61.2B26.2Si7.8Ta4.8和金属多晶钼3种第一镜材料经低温等离子体H和Ar辐照后的表面特性变化。结果表明，两种块体金属玻璃的抗H等离子体溅射能力与其成分有关。随着等离子体辐照时间的增加，金属多晶钼和块体金属玻璃Zr65Al7.5Ni10Cu17.5的表面粗糙度增大,镜面反射率降低；而块体金属玻璃Co61.2B26.2Si7.8Ta4.8的表面粗糙度减小,镜面反射率升高。X射线衍射仪（XRD）分析表明，块体金属玻璃在离子体溅射过程中，表面微结构具有自修复性。
2011, 23: 37-38.
摘要:
在神光Ⅱ装置上，8路激光注入金柱腔靶产生X射线驱动位于柱腔中心的DD靶丸内爆，第9路激光辐照Pd背光靶产生的L线X射线透视内爆靶丸，用针孔成像方式获得靶丸的透视图像，高速X射线条纹相机记录靶丸透视图像，建立了间接驱动内爆靶丸背光照相的实验方法，清晰地观测到了靶丸内爆的过程，对透视图像分析获得了内爆靶丸壳层运动轨迹和速度的实验数据，所获实验结果可用于间接驱动靶丸优化设计，还可用于内爆动力学数值模拟建模和计算结果的验证。
在神光Ⅱ装置上，8路激光注入金柱腔靶产生X射线驱动位于柱腔中心的DD靶丸内爆，第9路激光辐照Pd背光靶产生的L线X射线透视内爆靶丸，用针孔成像方式获得靶丸的透视图像，高速X射线条纹相机记录靶丸透视图像，建立了间接驱动内爆靶丸背光照相的实验方法，清晰地观测到了靶丸内爆的过程，对透视图像分析获得了内爆靶丸壳层运动轨迹和速度的实验数据，所获实验结果可用于间接驱动靶丸优化设计，还可用于内爆动力学数值模拟建模和计算结果的验证。
2011, 23: 38-39.
摘要:
采用PLASIMO程序模拟了入口处Ar流速对多级弧放电产生的非热平衡Ar等离子体特性的影响。模拟结果发现：从入口处到出口处，沿中心轴线，压强逐渐降低，电子平均能量基本保持不变。当流速一定时，从器壁到中心轴线处，电子数密度呈增大趋势；从入口处到出口处，电子数密度呈先增大后减小的趋势；当流速分别为50,100,150和200 cm3/s时，电子数密度最大值分别为10.131021,16.311021,18.981021和26.331021 m-3；随着流速的增大，其电子数密度逐渐增大。当流速一定时，从器壁到中心轴线处，电子温度逐渐增大；从入口处到出口处，电子温度呈先增大后减小再增大的趋势，并在中心轴线处距入口55～60 mm有最大值，当流速分别为50,100,150和200 cm3/s时，其最大值分别为1.299,1.234,1.157和1.132 eV；由于入口处和器壁处的电子温度都为0.517 eV，所以随着Ar流速的增大，其电子温度逐渐减小。当Ar流速一定时，从器壁到中心轴线处，离子温度逐渐增大；从入口处到出口处，离子温度呈先增大后减小的趋势，并且在中心轴线距入口20～30 mm离子温度取得最大值，当流速分别为50,100,150和200 cm3/s时，离子温度最大值分别为0.815 6,0.907 02,0.975 2和1.014 eV。随入口处流速的增大，电弧腔体内的离子温度逐渐增大。
采用PLASIMO程序模拟了入口处Ar流速对多级弧放电产生的非热平衡Ar等离子体特性的影响。模拟结果发现：从入口处到出口处，沿中心轴线，压强逐渐降低，电子平均能量基本保持不变。当流速一定时，从器壁到中心轴线处，电子数密度呈增大趋势；从入口处到出口处，电子数密度呈先增大后减小的趋势；当流速分别为50,100,150和200 cm3/s时，电子数密度最大值分别为10.131021,16.311021,18.981021和26.331021 m-3；随着流速的增大，其电子数密度逐渐增大。当流速一定时，从器壁到中心轴线处，电子温度逐渐增大；从入口处到出口处，电子温度呈先增大后减小再增大的趋势，并在中心轴线处距入口55～60 mm有最大值，当流速分别为50,100,150和200 cm3/s时，其最大值分别为1.299,1.234,1.157和1.132 eV；由于入口处和器壁处的电子温度都为0.517 eV，所以随着Ar流速的增大，其电子温度逐渐减小。当Ar流速一定时，从器壁到中心轴线处，离子温度逐渐增大；从入口处到出口处，离子温度呈先增大后减小的趋势，并且在中心轴线距入口20～30 mm离子温度取得最大值，当流速分别为50,100,150和200 cm3/s时，离子温度最大值分别为0.815 6,0.907 02,0.975 2和1.014 eV。随入口处流速的增大，电弧腔体内的离子温度逐渐增大。
2011, 23: 39-40.
摘要:
在激光聚变实验中，高球形度、高厚度均一性的靶丸经常通过乳液微封装方法来制备。利用T.Norimatsu的模型研究在靶丸制备过程中，界面间表面张力、油相粘度、壳层尺寸、壳层厚度的影响。结果显示：较大的表面张力，较小的壳层尺寸，会使胶囊具有更好的均一性。当外部变形形式不同的时候，油相的粘度对于壳层均一性会有不同作用。
在激光聚变实验中，高球形度、高厚度均一性的靶丸经常通过乳液微封装方法来制备。利用T.Norimatsu的模型研究在靶丸制备过程中，界面间表面张力、油相粘度、壳层尺寸、壳层厚度的影响。结果显示：较大的表面张力，较小的壳层尺寸，会使胶囊具有更好的均一性。当外部变形形式不同的时候，油相的粘度对于壳层均一性会有不同作用。
2011, 23: 40-41.
摘要:
利用物理掺杂的方法，制备了铜掺杂聚-4-甲基-1-戊烯(PMP)低密度泡沫材料，采用高分辨扫描电子显微镜和透射电子显微镜，分析了泡沫材料的微观结构、成分及微区成分分布。结果表明：与PMP泡沫相比，铜掺杂PMP泡沫的孔洞直径和网络骨架尺寸变大；铜颗粒镶嵌在PMP泡沫的有机骨架上且有团聚现象；泡沫材料中除碳、铜外，还残留有杂质元素氧；铜颗粒被PMP泡沫包裹，与碳网络骨架之间接触紧密。
利用物理掺杂的方法，制备了铜掺杂聚-4-甲基-1-戊烯(PMP)低密度泡沫材料，采用高分辨扫描电子显微镜和透射电子显微镜，分析了泡沫材料的微观结构、成分及微区成分分布。结果表明：与PMP泡沫相比，铜掺杂PMP泡沫的孔洞直径和网络骨架尺寸变大；铜颗粒镶嵌在PMP泡沫的有机骨架上且有团聚现象；泡沫材料中除碳、铜外，还残留有杂质元素氧；铜颗粒被PMP泡沫包裹，与碳网络骨架之间接触紧密。
2011, 23: 41-42.
摘要:
采用单因素法对制备球形钛粉的工艺进行研究，通过控制和调节射频等离子体工作的阳极电流与电压、中气流量、边气流量、粉体携带气流量、抽风负压和钛粉送粉速率等参数，以获得制备球形度较佳的钛粉工艺参数。通过射频感应等离子体对粒度为(17.02.0) m的钛粉球化处理研究，制备出球形度好、球化率高、表面粗糙度低的钛粉，钛粉球化率随着抽风负压增加而增加，当抽风负压大于1 800 Pa时，钛粉的球化率随着抽风负压的增大迅速降低；同样钛粉球化率也随着钛粉送粉速率增加而增加，当钛粉送粉速率大于90.0 g/min时，钛粉的球化率随着钛粉送粉速率的增大而迅速降低。
采用单因素法对制备球形钛粉的工艺进行研究，通过控制和调节射频等离子体工作的阳极电流与电压、中气流量、边气流量、粉体携带气流量、抽风负压和钛粉送粉速率等参数，以获得制备球形度较佳的钛粉工艺参数。通过射频感应等离子体对粒度为(17.02.0) m的钛粉球化处理研究，制备出球形度好、球化率高、表面粗糙度低的钛粉，钛粉球化率随着抽风负压增加而增加，当抽风负压大于1 800 Pa时，钛粉的球化率随着抽风负压的增大迅速降低；同样钛粉球化率也随着钛粉送粉速率增加而增加，当钛粉送粉速率大于90.0 g/min时，钛粉的球化率随着钛粉送粉速率的增大而迅速降低。
2011, 23: 42-43.
摘要:
为了研究通信装备受超宽带电磁脉冲干扰的影响规律，对某型通信电台开展了超宽带电磁脉冲辐照效应实验。研究发现：在场强为50 kV/m，脉冲下降沿小于1 ns、脉宽小于2 ns的超宽带辐射场下，受试电台出现显示屏显示异常，造成该效应的电磁能量耦合通道为电台显示面板；增大超宽带辐射场至150 kV/m时，短波电台出现显示屏显示异常、死机、重启、声音中断（调谐后恢复）等效应；超宽带脉冲对通信电台的效应只与辐射场强度有关，不存在累积，造成这些效应的电磁能量耦合通道为电台显示面板和供电电源线。
为了研究通信装备受超宽带电磁脉冲干扰的影响规律，对某型通信电台开展了超宽带电磁脉冲辐照效应实验。研究发现：在场强为50 kV/m，脉冲下降沿小于1 ns、脉宽小于2 ns的超宽带辐射场下，受试电台出现显示屏显示异常，造成该效应的电磁能量耦合通道为电台显示面板；增大超宽带辐射场至150 kV/m时，短波电台出现显示屏显示异常、死机、重启、声音中断（调谐后恢复）等效应；超宽带脉冲对通信电台的效应只与辐射场强度有关，不存在累积，造成这些效应的电磁能量耦合通道为电台显示面板和供电电源线。
2011, 23: 43-44.
摘要:
在确定天线数值模型的基础上，结合高功率微波天线的真空需要与实验装置情况，设计并加工了X波段基于漏波波导的高功率微波天线，对该天线分别进行低功率和高功率条件下的性能指标测试。在低功率条件下天线测试结果表明：在9.6 GHz下天线增益为26.3 dBi，天线方向图与数值模拟结果一致。在SINUS881加速器上利用返波管进行了天线高功率测试，实验结果表明：天线功率容量大于200 MW，高功率测试方向图、低功率测试方向图和数值模拟取得较为一致的结果。
在确定天线数值模型的基础上，结合高功率微波天线的真空需要与实验装置情况，设计并加工了X波段基于漏波波导的高功率微波天线，对该天线分别进行低功率和高功率条件下的性能指标测试。在低功率条件下天线测试结果表明：在9.6 GHz下天线增益为26.3 dBi，天线方向图与数值模拟结果一致。在SINUS881加速器上利用返波管进行了天线高功率测试，实验结果表明：天线功率容量大于200 MW，高功率测试方向图、低功率测试方向图和数值模拟取得较为一致的结果。
2011, 23: 44-45.
摘要:
应用电磁波反射理论，研究了3维微波腔体本征频率的分布特征。在电大条件下，矢量电磁场本征值的平均密度函数满足Wely公式。基于波动混沌理论，推导出了规则腔体与复杂腔体本征值平方归一化相邻间距分别服从Poisson分布和Wigner分布。对于满足Wigner分布的随机变量，给出了高斯正交系综随机矩阵的统计模拟计算方法。应用数值模拟计算结果初步验证了理论分析结果。
应用电磁波反射理论，研究了3维微波腔体本征频率的分布特征。在电大条件下，矢量电磁场本征值的平均密度函数满足Wely公式。基于波动混沌理论，推导出了规则腔体与复杂腔体本征值平方归一化相邻间距分别服从Poisson分布和Wigner分布。对于满足Wigner分布的随机变量，给出了高斯正交系综随机矩阵的统计模拟计算方法。应用数值模拟计算结果初步验证了理论分析结果。
2011, 23: 45-46.
摘要:
针对合肥光源高亮度注入器设计了一种四轴对称八条带电极束流能散检测器(BESM)，以实现束流能散的非拦截测量。理论推导了从BESM电信号中提取束流横向尺寸分量的公式。通过对BESM的灵敏度、阻抗匹配、电极的时域频域响应等的分析，确定了BESM的电极张角、半径、长度等各方面的物理参数。通过天线法对BESM进行了位置和四极分量的标定，得到了电中心相对于机械中心的偏移、 BESM的位置灵敏度和四极分量灵敏度等参数。通过对多组电信号和位置信号的处理拟合出了机械位置与对数比电位置信号的相关多项式，并给出了四极分量关于束流横向尺寸、束流中心位置以及它们高次项的经验公式。
针对合肥光源高亮度注入器设计了一种四轴对称八条带电极束流能散检测器(BESM)，以实现束流能散的非拦截测量。理论推导了从BESM电信号中提取束流横向尺寸分量的公式。通过对BESM的灵敏度、阻抗匹配、电极的时域频域响应等的分析，确定了BESM的电极张角、半径、长度等各方面的物理参数。通过天线法对BESM进行了位置和四极分量的标定，得到了电中心相对于机械中心的偏移、 BESM的位置灵敏度和四极分量灵敏度等参数。通过对多组电信号和位置信号的处理拟合出了机械位置与对数比电位置信号的相关多项式，并给出了四极分量关于束流横向尺寸、束流中心位置以及它们高次项的经验公式。
2011, 23: 46-47.
摘要:
介绍了花瓣形辐照加速器NB100高频系统整体方案和设计过程，如输入组件采用磁耦合设计、功率源与加速腔间采用同轴线连接、隔离窗选用平板窗等；给出了耦合环的最终设计数据与图形。高频系统投入使用后，通过初步测试，得到了驻波比小于1.1情况下，入射功率连续100 kW、脉冲250 kW的结果，证实了高频系统设计的合理性。
介绍了花瓣形辐照加速器NB100高频系统整体方案和设计过程，如输入组件采用磁耦合设计、功率源与加速腔间采用同轴线连接、隔离窗选用平板窗等；给出了耦合环的最终设计数据与图形。高频系统投入使用后，通过初步测试，得到了驻波比小于1.1情况下，入射功率连续100 kW、脉冲250 kW的结果，证实了高频系统设计的合理性。
2011, 23: 47-48.
摘要:
空间电荷效应是引起发射度增长的主要因素，特别是在高压直流连续波光阴极注入器中。分析了高压直流连续波光阴极注入器中线性空间电荷力的特点及其对电子束横向发射度的影响，并从理论上解析地研究了螺线管发射度补偿的原理及特点。最后利用Parmela程序对中国工程物理研究院高压直流连续波光阴极注入器的发射度补偿作了模拟计算。结果表明，束团电荷量为80 pC的电子束在350 keV高压直流电子枪出口处的横向归一化发射度为5.14 mmmrad，经过螺线管补偿后，其最小横向发射度变为1.27 mmmrad。电子束的发射度得到了很好的补偿。
空间电荷效应是引起发射度增长的主要因素，特别是在高压直流连续波光阴极注入器中。分析了高压直流连续波光阴极注入器中线性空间电荷力的特点及其对电子束横向发射度的影响，并从理论上解析地研究了螺线管发射度补偿的原理及特点。最后利用Parmela程序对中国工程物理研究院高压直流连续波光阴极注入器的发射度补偿作了模拟计算。结果表明，束团电荷量为80 pC的电子束在350 keV高压直流电子枪出口处的横向归一化发射度为5.14 mmmrad，经过螺线管补偿后，其最小横向发射度变为1.27 mmmrad。电子束的发射度得到了很好的补偿。
2011, 23: 48-49.
摘要:
在研究通道衰减、探测方法分离和探测器中子/射线本征分辨的基础上，研究了测量高能脉冲裂变中子数目的探测技术。基于电流型Si-PIN探测器，设计了减本底的背靠背探测结构，给出了测量强射线和低能散射中子干扰信号及有效扣除强辐射本底的实现方法，最终实现了高n/n和n/分辨测量和强裂变中子、射线混合场中的高能脉冲裂变中子数目探测，探测系统的信号/辐射本底比可达到10倍以上。
在研究通道衰减、探测方法分离和探测器中子/射线本征分辨的基础上，研究了测量高能脉冲裂变中子数目的探测技术。基于电流型Si-PIN探测器，设计了减本底的背靠背探测结构，给出了测量强射线和低能散射中子干扰信号及有效扣除强辐射本底的实现方法，最终实现了高n/n和n/分辨测量和强裂变中子、射线混合场中的高能脉冲裂变中子数目探测，探测系统的信号/辐射本底比可达到10倍以上。
2011, 23: 49-50.
摘要:
利用脉冲射频空心阴极等离子体源激发含溴甲烷的工作气体产生等离子体，采用HR4000型高分辨力光谱仪测量了等离子体的发射光谱。通过光谱比较，在等离子体发射光谱图中得到了位于635.07,700.52 nm的溴原子的特征峰,并实验研究了工作气压和溴甲烷密度对溴原子特征峰强度的影响。实验结果表明：在相同的溴甲烷密度下，溴原子的特征峰强度随气压的升高而降低；在相同的气压条件下，溴原子的特征峰强度随溴甲烷密度的升高而升高；溴甲烷密度测量的精度高于1 g/m3。
利用脉冲射频空心阴极等离子体源激发含溴甲烷的工作气体产生等离子体，采用HR4000型高分辨力光谱仪测量了等离子体的发射光谱。通过光谱比较，在等离子体发射光谱图中得到了位于635.07,700.52 nm的溴原子的特征峰,并实验研究了工作气压和溴甲烷密度对溴原子特征峰强度的影响。实验结果表明：在相同的溴甲烷密度下，溴原子的特征峰强度随气压的升高而降低；在相同的气压条件下，溴原子的特征峰强度随溴甲烷密度的升高而升高；溴甲烷密度测量的精度高于1 g/m3。
2011, 23: 50-51.
摘要:
为探索超高速摄影仪转镜的设计，提出了系统性的转镜动力学性能设计理论和方法。结合静力学和动力学理论，利用有限元分析软件对初始设计的转镜进行静强度、模态、谐响应、固有频率灵敏度进行数值分析，并对数值分析结果进行试验验证，根据分析结果反复修改相应的转镜的结构尺寸并设计新的转镜，对新设计的转镜进行交变力疲劳分析和试验。结果发现，初始设计转镜的最大应力小于转镜材料的屈服强度，转镜不会出现静强度失效；转镜一阶临界转速落在工作转速以内，其动力学特性不满足要求；镜体外接圆半径与转镜的固有频率负相关且相关程度最高；新转镜的一阶固有频率从459.4 Hz增大到713.6 Hz，变化率55.3%，转镜的一阶临界转速达到42 816 r/min，成功地避开了共振点，且疲劳强度满足设计要求。
为探索超高速摄影仪转镜的设计，提出了系统性的转镜动力学性能设计理论和方法。结合静力学和动力学理论，利用有限元分析软件对初始设计的转镜进行静强度、模态、谐响应、固有频率灵敏度进行数值分析，并对数值分析结果进行试验验证，根据分析结果反复修改相应的转镜的结构尺寸并设计新的转镜，对新设计的转镜进行交变力疲劳分析和试验。结果发现，初始设计转镜的最大应力小于转镜材料的屈服强度，转镜不会出现静强度失效；转镜一阶临界转速落在工作转速以内，其动力学特性不满足要求；镜体外接圆半径与转镜的固有频率负相关且相关程度最高；新转镜的一阶固有频率从459.4 Hz增大到713.6 Hz，变化率55.3%，转镜的一阶临界转速达到42 816 r/min，成功地避开了共振点，且疲劳强度满足设计要求。
2011, 23: 51-52.
摘要:
提出了一种新颖的宽频带钕玻璃激光三倍频技术组合激光工作模式（宽带激光与窄带激光混频）方案。数值模拟研究表明:利用窄线宽钕玻璃激光脉冲，可以缓解宽频带激光谐波转换过程中群速度失配对转换效率的影响，从而提高宽带钕玻璃激光的转换效率；并且该方案可以与目前使用成熟的双和频晶体方案结合，从而能支持目前钕玻璃激光装置能达到的最大带宽约5 nm的高效三倍频（理论上效率达约80%）。
提出了一种新颖的宽频带钕玻璃激光三倍频技术组合激光工作模式（宽带激光与窄带激光混频）方案。数值模拟研究表明:利用窄线宽钕玻璃激光脉冲，可以缓解宽频带激光谐波转换过程中群速度失配对转换效率的影响，从而提高宽带钕玻璃激光的转换效率；并且该方案可以与目前使用成熟的双和频晶体方案结合，从而能支持目前钕玻璃激光装置能达到的最大带宽约5 nm的高效三倍频（理论上效率达约80%）。
2011, 23: 52-53.
摘要:
考虑载流子陷获效应建立了碲锌镉(CdZnTe)像素阵列探测器感应电荷分布模型，并从非平衡载流子连续方程出发，推导了晶体内部陷获载流子数密度分布，得到了CdZnTe探测器成像调制传递函数评价模型。数值计算结果表明：随入射光子能量的增加，探测器成像质量明显下降；当电子载流子与空穴载流子迁移寿命积范围分别为0.510-3 to 5.010-3 cm2/V，2.010-5 to 7.510-5 cm2/V时，电子载流子感应信号是探测器响应信号的主要来源，而空穴迁移寿命积变化对探测器成像性能的影响有限，所建立模型的载流子收集特性与实际探测器载流子收集特性相符。搭建了40 mm40 mm的CdZnTe成像探测系统，探测并获得了系统预采样调制传递函数。实验结果表明:模型理论值与实验数据相符合，实际CdZnTe晶体中存在的固有深能级缺陷、实验所采用的非单色性X射线源及较大的实际像素间隙是造成理论值与实验结果存在一定偏差的主要原因。
考虑载流子陷获效应建立了碲锌镉(CdZnTe)像素阵列探测器感应电荷分布模型，并从非平衡载流子连续方程出发，推导了晶体内部陷获载流子数密度分布，得到了CdZnTe探测器成像调制传递函数评价模型。数值计算结果表明：随入射光子能量的增加，探测器成像质量明显下降；当电子载流子与空穴载流子迁移寿命积范围分别为0.510-3 to 5.010-3 cm2/V，2.010-5 to 7.510-5 cm2/V时，电子载流子感应信号是探测器响应信号的主要来源，而空穴迁移寿命积变化对探测器成像性能的影响有限，所建立模型的载流子收集特性与实际探测器载流子收集特性相符。搭建了40 mm40 mm的CdZnTe成像探测系统，探测并获得了系统预采样调制传递函数。实验结果表明:模型理论值与实验数据相符合，实际CdZnTe晶体中存在的固有深能级缺陷、实验所采用的非单色性X射线源及较大的实际像素间隙是造成理论值与实验结果存在一定偏差的主要原因。
2011, 23: 53-54.
摘要:
为了研究超高速碰撞产生的闪光强度特征，利用建立的光学高温计测量系统并结合二级轻气炮加载系统，进行了2种实验条件下的超高速碰撞实验。每组实验使用2组光纤探头，1组为直接对准碰撞点安装，另1组为侧向对准碰撞点安装。通过实验所获原始数据的分析表明:在给定实验条件及光纤探头安装方案下，在405~633 nm波长范围内超高速碰撞2024-T4铝靶产生的闪光强度峰值随波长的增大而增强；在波长为667 nm附近闪光强度峰值减小。
为了研究超高速碰撞产生的闪光强度特征，利用建立的光学高温计测量系统并结合二级轻气炮加载系统，进行了2种实验条件下的超高速碰撞实验。每组实验使用2组光纤探头，1组为直接对准碰撞点安装，另1组为侧向对准碰撞点安装。通过实验所获原始数据的分析表明:在给定实验条件及光纤探头安装方案下，在405~633 nm波长范围内超高速碰撞2024-T4铝靶产生的闪光强度峰值随波长的增大而增强；在波长为667 nm附近闪光强度峰值减小。
2011, 23: 54-55.
摘要:
分析了原有时间相关单光子计数光谱仪存在的不足，提出了改进方案。研制了高速数据采集系统，采用PCI总线技术、FPGA技术，开发了高速光谱数据采集卡，取代了原有的多道分析仪，数据采集速度达到20 MB/s，比原有仪器提高了约200倍；改善了仪器的性能、减小了体积。介绍了光谱仪系统的集成和工作流程，并对仪器的性能进行分析，通过多种标准样品的试验数据分析和对比，光谱仪系统具有最高的灵敏度-单光子计数，测得荧光寿命可达到ps量级，而且可以测得时间分辨光谱。
分析了原有时间相关单光子计数光谱仪存在的不足，提出了改进方案。研制了高速数据采集系统，采用PCI总线技术、FPGA技术，开发了高速光谱数据采集卡，取代了原有的多道分析仪，数据采集速度达到20 MB/s，比原有仪器提高了约200倍；改善了仪器的性能、减小了体积。介绍了光谱仪系统的集成和工作流程，并对仪器的性能进行分析，通过多种标准样品的试验数据分析和对比，光谱仪系统具有最高的灵敏度-单光子计数，测得荧光寿命可达到ps量级，而且可以测得时间分辨光谱。
2011, 23: 55-56.
摘要:
利用ANSYS软件建立某Ka波段行波管2 mm阴极电子枪的有限元模型，并进行稳态及瞬态热分析，提取热流矢量图与温度分布图，得到阴极稳态时的温度分布及预热时间。对电子枪样品进行实验测试，得到的实测温度与模拟温度相差2%，因而在误差允许的范围内有限元方法是可行的。根据热流矢量图对热屏蔽筒进行结构优化，优化后，阴极温度比优化前提高了28 ℃，整枪最高温度提高了27 ℃，阴极预热时间缩短了40 s，缩短幅度达到33％。优化后的结构较大程度地提高了阴极的快启动性能，提升了行波管的快速反应能力。
利用ANSYS软件建立某Ka波段行波管2 mm阴极电子枪的有限元模型，并进行稳态及瞬态热分析，提取热流矢量图与温度分布图，得到阴极稳态时的温度分布及预热时间。对电子枪样品进行实验测试，得到的实测温度与模拟温度相差2%，因而在误差允许的范围内有限元方法是可行的。根据热流矢量图对热屏蔽筒进行结构优化，优化后，阴极温度比优化前提高了28 ℃，整枪最高温度提高了27 ℃，阴极预热时间缩短了40 s，缩短幅度达到33％。优化后的结构较大程度地提高了阴极的快启动性能，提升了行波管的快速反应能力。
2011, 23: 56-57.
摘要:
针对12支路并联的快前沿直线脉冲变压器单级模块，给出了模块的电路结构和关键器件参数，实验获得了12只多间隙气体开关的自击穿特性和触发特性。同时,还给出了快前沿直线脉冲变压器模块输出电流的初步实验结果，工作电压150 kV时，次级短路放电电流幅值为235 kA，电流前沿88.2 ns（10%~90%）。次级带0.58 负载情况下，输出电流幅值114.5 kA，电流前沿88.9 ns（10%~90%）。利用微分环测量了12只开关的触发时延分散性，结果表明100次实验开关触发时延分散性近似符合正态分布,开关触发时延分散性对输出电流的影响不大，电流幅值和前沿的标准偏差分别小于2.0%，4.0%，电流波形的畸变主要以平顶为主。
针对12支路并联的快前沿直线脉冲变压器单级模块，给出了模块的电路结构和关键器件参数，实验获得了12只多间隙气体开关的自击穿特性和触发特性。同时,还给出了快前沿直线脉冲变压器模块输出电流的初步实验结果，工作电压150 kV时，次级短路放电电流幅值为235 kA，电流前沿88.2 ns（10%~90%）。次级带0.58 负载情况下，输出电流幅值114.5 kA，电流前沿88.9 ns（10%~90%）。利用微分环测量了12只开关的触发时延分散性，结果表明100次实验开关触发时延分散性近似符合正态分布,开关触发时延分散性对输出电流的影响不大，电流幅值和前沿的标准偏差分别小于2.0%，4.0%，电流波形的畸变主要以平顶为主。
2011, 23: 57-58.
摘要:
给出了准阶跃信号激励下电磁脉冲测试系统非线性模型参数在连续域的直接辨识算法。结合实际研制的光纤传输式脉冲电压测试系统及其时域动态校准数据，建立了由4阶多项式非线性环节和3阶传递函数线性环节组成的测试系统Hammerstein模型，实测结果验证了辨识模型的准确性。在此基础上，构建了由动态线性补偿滤波器和静态非线性校正器组成的补偿环节，将测试系统的下限截止频率由数十kHz拓展至直流，稳态响应时间由s级降至ns级，有效改善了系统的动态性能，实测脉冲波形的重建结果验证了补偿环节设计的有效性。
给出了准阶跃信号激励下电磁脉冲测试系统非线性模型参数在连续域的直接辨识算法。结合实际研制的光纤传输式脉冲电压测试系统及其时域动态校准数据，建立了由4阶多项式非线性环节和3阶传递函数线性环节组成的测试系统Hammerstein模型，实测结果验证了辨识模型的准确性。在此基础上，构建了由动态线性补偿滤波器和静态非线性校正器组成的补偿环节，将测试系统的下限截止频率由数十kHz拓展至直流，稳态响应时间由s级降至ns级，有效改善了系统的动态性能，实测脉冲波形的重建结果验证了补偿环节设计的有效性。
2011, 23: 58-59.
摘要:
介绍了自主研制的脉冲电场原始波形测量系统的模块组成与基本工作原理。针对在未知被测电场方向及复杂的电场环境下垂直干扰电场对自由空间电场测量产生的影响，通过建立自由空间电场测量系统前端的简化模型，对不同尺寸天线与屏蔽盒进行仿真计算。仿真计算结果与理论分析基本一致，结果表明：干扰电场响应信号与待测电场响应信号相差2个数量级以上，干扰电场的影响可忽略不计。
介绍了自主研制的脉冲电场原始波形测量系统的模块组成与基本工作原理。针对在未知被测电场方向及复杂的电场环境下垂直干扰电场对自由空间电场测量产生的影响，通过建立自由空间电场测量系统前端的简化模型，对不同尺寸天线与屏蔽盒进行仿真计算。仿真计算结果与理论分析基本一致，结果表明：干扰电场响应信号与待测电场响应信号相差2个数量级以上，干扰电场的影响可忽略不计。
