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RSS2015年 27卷 第09期
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2015, 27: 090201.
doi: 10.11884/HPLPB201527.090201
摘要:
抗辐射能力表现为系统技术性能对辐射损伤的敏感程度。抗辐射能力是设计、生产出来的。抗辐射量化设计能力是抗辐射加固技术发展水平的重要标志。根据QMU（性能阈值、裕量和不确定度）的思想，提出量化抗辐射设计，第一要优化系统总体设计，为辐射损伤敏感的技术性能合理地分配裕量；第二要量化系统工作的辐射环境及其不确定度，量化在实际工作的辐射环境中，辐射损伤引起的系统及其器件和结构的技术性能变化和不确定度，综合优化抗辐射措施，确保技术性能变化及其不确定度被有效控制在分配的裕量范围内，最后量化加固设计效果，预测系统抗辐射能力。
抗辐射能力表现为系统技术性能对辐射损伤的敏感程度。抗辐射能力是设计、生产出来的。抗辐射量化设计能力是抗辐射加固技术发展水平的重要标志。根据QMU（性能阈值、裕量和不确定度）的思想，提出量化抗辐射设计，第一要优化系统总体设计，为辐射损伤敏感的技术性能合理地分配裕量；第二要量化系统工作的辐射环境及其不确定度，量化在实际工作的辐射环境中，辐射损伤引起的系统及其器件和结构的技术性能变化和不确定度，综合优化抗辐射措施，确保技术性能变化及其不确定度被有效控制在分配的裕量范围内，最后量化加固设计效果，预测系统抗辐射能力。
2015, 27: 091001.
doi: 10.11884/HPLPB201527.091001
摘要:
为提高非链式电激励脉冲HF激光的能量稳定性，分析了激光产生反应动力学和影响激光能量稳定性的主要因素，得知基态HF分子的生成、工作气体的温度上升以及工作气体C2H6的消耗是激光能量快速下降的主要原因。经实验研究，没有采用任何反应产物去除方法的情况下，激光器输出1600个脉冲激光后，激光能量下降率达31%，采用沸石分子筛吸附单元对基态HF分子进行吸附后，同样输出1600个脉冲激光，激光能量基本趋于平稳状态，且输出约5500个脉冲激光后，激光能量较初始平均值仅有10%的下降；另外，在激光器运行过程中，恢复工作气体的初始温度和补充少量的C2H6也能改善激光能量的稳定性，其中补充25%的C2H6气体可使激光能量提高近8%。由激光产生反应动力学和实验研究结果可知，增加分子筛吸附单元、工作气体温控单元和工作气体实时补给单元可提高激光能量的稳定性。
为提高非链式电激励脉冲HF激光的能量稳定性，分析了激光产生反应动力学和影响激光能量稳定性的主要因素，得知基态HF分子的生成、工作气体的温度上升以及工作气体C2H6的消耗是激光能量快速下降的主要原因。经实验研究，没有采用任何反应产物去除方法的情况下，激光器输出1600个脉冲激光后，激光能量下降率达31%，采用沸石分子筛吸附单元对基态HF分子进行吸附后，同样输出1600个脉冲激光，激光能量基本趋于平稳状态，且输出约5500个脉冲激光后，激光能量较初始平均值仅有10%的下降；另外，在激光器运行过程中，恢复工作气体的初始温度和补充少量的C2H6也能改善激光能量的稳定性，其中补充25%的C2H6气体可使激光能量提高近8%。由激光产生反应动力学和实验研究结果可知，增加分子筛吸附单元、工作气体温控单元和工作气体实时补给单元可提高激光能量的稳定性。
2015, 27: 091002.
doi: 10.11884/HPLPB201527.091002
摘要:
为了减小微透镜阵列误差对匀化光斑的影响，深入研究微透镜阵列光束匀化系统中微透镜阵列相对位置误差对光束匀化性能的影响，设计了一种微透镜阵列光束匀化系统。依据相对位置误差类型的不同，将双列微透镜阵列间六个自由度变化导致的误差分为距离误差、偏移误差以及转动误差进行分析，并对每种误差对光束匀化性能的影响进行了研究。采用6板条条半导体激光器堆栈对上述匀化系统进行实验验证，实现了均匀性为90.75%的光斑，并对系统影响光斑性能的原因进行了分析。
为了减小微透镜阵列误差对匀化光斑的影响，深入研究微透镜阵列光束匀化系统中微透镜阵列相对位置误差对光束匀化性能的影响，设计了一种微透镜阵列光束匀化系统。依据相对位置误差类型的不同，将双列微透镜阵列间六个自由度变化导致的误差分为距离误差、偏移误差以及转动误差进行分析，并对每种误差对光束匀化性能的影响进行了研究。采用6板条条半导体激光器堆栈对上述匀化系统进行实验验证，实现了均匀性为90.75%的光斑，并对系统影响光斑性能的原因进行了分析。
2015, 27: 091003.
doi: 10.11884/HPLPB201527.091003
摘要:
根据质量守恒、动量守恒及能量守恒原理，建立了自然对流情形下激光辐照液体贮箱的理论模型。通过方程分析法，导出了该问题的尺度律，在此基础上给出了激光辐照液体贮箱的缩比方法，并对一组实例进行了数值计算，得到了缩比模型与原型结果完全相似的结论，模拟结果证明了该问题尺度律的成立。为验证理论模型与数值求解的正确性，本文还针对小尺度模型进行了实验研究，数值模拟结果与实验测量结果符合较好，表明理论模型可靠有效。
根据质量守恒、动量守恒及能量守恒原理，建立了自然对流情形下激光辐照液体贮箱的理论模型。通过方程分析法，导出了该问题的尺度律，在此基础上给出了激光辐照液体贮箱的缩比方法，并对一组实例进行了数值计算，得到了缩比模型与原型结果完全相似的结论，模拟结果证明了该问题尺度律的成立。为验证理论模型与数值求解的正确性，本文还针对小尺度模型进行了实验研究，数值模拟结果与实验测量结果符合较好，表明理论模型可靠有效。
2015, 27: 091004.
doi: 10.11884/HPLPB201527.091004
摘要:
提出了一种基于空时联合稀疏重构的红外小弱运动目标检测算法。通过学习序列图像内容而构建的空时联合字典能同时刻画目标或背景的形态特征和运动信息；利用多元高斯运动模式从空时联合字典中提取出目标空时字典和背景空时字典，目标空时过完备字典描述移动的目标，背景空时过完备字典表征背景噪声。将连续多帧图像在空时联合字典上进行稀疏分解，然后分别利用目标空时字典和背景空时字典中的最大稀疏系数及其空时原子重构信号，获取重构残余能量差异来区分目标和背景。试验结果表明，由同源的空时字典重构的残余能量小，而由异构的空时字典恢复的残余能量大，该方法不仅能提高序列信号表示的稀疏度，还能有效提高小运动目标的探测能力。
提出了一种基于空时联合稀疏重构的红外小弱运动目标检测算法。通过学习序列图像内容而构建的空时联合字典能同时刻画目标或背景的形态特征和运动信息；利用多元高斯运动模式从空时联合字典中提取出目标空时字典和背景空时字典，目标空时过完备字典描述移动的目标，背景空时过完备字典表征背景噪声。将连续多帧图像在空时联合字典上进行稀疏分解，然后分别利用目标空时字典和背景空时字典中的最大稀疏系数及其空时原子重构信号，获取重构残余能量差异来区分目标和背景。试验结果表明，由同源的空时字典重构的残余能量小，而由异构的空时字典恢复的残余能量大，该方法不仅能提高序列信号表示的稀疏度，还能有效提高小运动目标的探测能力。
2015, 27: 091005.
doi: 10.11884/HPLPB201527.091005
摘要:
为了解决局部对比度方法的计算效率低,以及在某些红外场景中易出现虚警的问题,将其与图像区域显著性相结合,提出一种改进的局部对比度算法区域局部对比度算法,仅在图像的显著性区域中进行局部对比度计算,而非遍历整幅图像。首先进行基于图像信息熵和局部相似性的红外图像区域显著性度量,经二值化得到单帧图像显著性区域；接下来在该区域中进行局部对比度数值计算,得到区域局部对比度图像,最后经过自适应阈值分割,得到弱小目标检测结果。实验结果表明,区域局部对比度算法可以极大提高红外弱小目标的信噪比,检测结果准确,虚警率低,与原始的局部对比度算法相比,检测效率有明显提升,可以更好地保持弱小目标的形状。
为了解决局部对比度方法的计算效率低,以及在某些红外场景中易出现虚警的问题,将其与图像区域显著性相结合,提出一种改进的局部对比度算法区域局部对比度算法,仅在图像的显著性区域中进行局部对比度计算,而非遍历整幅图像。首先进行基于图像信息熵和局部相似性的红外图像区域显著性度量,经二值化得到单帧图像显著性区域；接下来在该区域中进行局部对比度数值计算,得到区域局部对比度图像,最后经过自适应阈值分割,得到弱小目标检测结果。实验结果表明,区域局部对比度算法可以极大提高红外弱小目标的信噪比,检测结果准确,虚警率低,与原始的局部对比度算法相比,检测效率有明显提升,可以更好地保持弱小目标的形状。
2015, 27: 091006.
doi: 10.11884/HPLPB201527.091006
摘要:
针对紫外光通信中传统自适应最小均方（LMS）算法存在的不足，提出了一种新的变步长LMS(VSS-LMS)算法，利用MATLAB仿真验证了该算法的可行性，以TMS320VC5509为核心设计了数字信号处理（DSP）最小化硬件系统和VSS-LMS算法的软件流程，在硬件上实现了传统LMS算法和新的VSS-LMS算法的自适应滤波，并进行了对比分析，结果表明所提出的VSS-LMS算法具有较快的收敛速度和较小的稳态误差，这对紫外光通信接收系统的设计和优化具有一定的参考意义。
针对紫外光通信中传统自适应最小均方（LMS）算法存在的不足，提出了一种新的变步长LMS(VSS-LMS)算法，利用MATLAB仿真验证了该算法的可行性，以TMS320VC5509为核心设计了数字信号处理（DSP）最小化硬件系统和VSS-LMS算法的软件流程，在硬件上实现了传统LMS算法和新的VSS-LMS算法的自适应滤波，并进行了对比分析，结果表明所提出的VSS-LMS算法具有较快的收敛速度和较小的稳态误差，这对紫外光通信接收系统的设计和优化具有一定的参考意义。
2015, 27: 091007.
doi: 10.11884/HPLPB201527.091007
摘要:
基于白光频域干涉的基本原理，提出了一种可实现高分辨率和大台阶高度测量的方法，利用该方法进行台阶高度测量时，其测量范围取决于所用干涉光源的中心波长和光谱仪的分辨率，可达mm量级。在原理验证性实验中，利用该方法已经实现了最大高度为298.57 m的台阶高度测量，多次重复测量的标准偏差不超过0.03 m，最大均方根误差为0.94 m，实验测量结果与台阶高度真实值具有很好的一致性。
基于白光频域干涉的基本原理，提出了一种可实现高分辨率和大台阶高度测量的方法，利用该方法进行台阶高度测量时，其测量范围取决于所用干涉光源的中心波长和光谱仪的分辨率，可达mm量级。在原理验证性实验中，利用该方法已经实现了最大高度为298.57 m的台阶高度测量，多次重复测量的标准偏差不超过0.03 m，最大均方根误差为0.94 m，实验测量结果与台阶高度真实值具有很好的一致性。
2015, 27: 091008.
doi: 10.11884/HPLPB201527.091008
摘要:
针对高光谱图像目标检测问题，提出了一种基于自适应核联合表示的高光谱图像异常检测方法。相比于稀疏表示强调系数向量的稀疏性，基于联合表示的检测算法更强调背景字典中每一原子对联合表示的贡献，并且系数求解更加简单直接；在基于向量2-范数极小化问题求解联合表示系数时，引入相似性正则化矩阵与和为1的条件对系数进行约束，以增强算法的稳定性和分辨力；进而将联合表示检测算法扩展到核空间，利用高光谱图像的局部统计特性进行核参数自适应选取，增强了核参数的局部适应性。为验证该方法的有效性，采用一幅实测高光谱图像中的两个感兴趣区域进行仿真实验，并与传统异常检测方法的检测结果进行对比分析，结果表明该方法具有较传统异常检测方法更出色的检测效果。
针对高光谱图像目标检测问题，提出了一种基于自适应核联合表示的高光谱图像异常检测方法。相比于稀疏表示强调系数向量的稀疏性，基于联合表示的检测算法更强调背景字典中每一原子对联合表示的贡献，并且系数求解更加简单直接；在基于向量2-范数极小化问题求解联合表示系数时，引入相似性正则化矩阵与和为1的条件对系数进行约束，以增强算法的稳定性和分辨力；进而将联合表示检测算法扩展到核空间，利用高光谱图像的局部统计特性进行核参数自适应选取，增强了核参数的局部适应性。为验证该方法的有效性，采用一幅实测高光谱图像中的两个感兴趣区域进行仿真实验，并与传统异常检测方法的检测结果进行对比分析，结果表明该方法具有较传统异常检测方法更出色的检测效果。
2015, 27: 091009.
doi: 10.11884/HPLPB201527.091009
摘要:
针对经纬仪、量子通信望远镜等光电跟踪控制系统光学平台调焦的需要，在保证跟踪控制性能和可靠性的基础上，设计了一种低成本、小体积的高精度光学调焦控制系统，以先进精简指令集计算机处理器和现场可编程门阵列为核心组成比例-积分-微分光学控制平台来实现调焦控制。分析如何提升光学平台调焦精度，利用基于缓冲运放进行信号扩展的方法提升光学平台调焦控制反馈偏差信号精度，提出3种反馈信号补偿方法并进行对比和分析，选择等分中值补偿方法对电位器反馈信号进行补偿，在不影响调焦时间的基础上简化了软硬件设计，提升了调焦精度和效率，具有低功耗、实现简单、成本低、体积小等优点。在实验中，对获取的调焦图像采用主观分析和客观评价标准相结合的方法进行调焦效果验证，证明了该设计的优势。该设计已用于某光电跟踪探测项目，在1 m级调焦精度时全程调焦时间约为3 s，反应快速，性能稳定可靠。
针对经纬仪、量子通信望远镜等光电跟踪控制系统光学平台调焦的需要，在保证跟踪控制性能和可靠性的基础上，设计了一种低成本、小体积的高精度光学调焦控制系统，以先进精简指令集计算机处理器和现场可编程门阵列为核心组成比例-积分-微分光学控制平台来实现调焦控制。分析如何提升光学平台调焦精度，利用基于缓冲运放进行信号扩展的方法提升光学平台调焦控制反馈偏差信号精度，提出3种反馈信号补偿方法并进行对比和分析，选择等分中值补偿方法对电位器反馈信号进行补偿，在不影响调焦时间的基础上简化了软硬件设计，提升了调焦精度和效率，具有低功耗、实现简单、成本低、体积小等优点。在实验中，对获取的调焦图像采用主观分析和客观评价标准相结合的方法进行调焦效果验证，证明了该设计的优势。该设计已用于某光电跟踪探测项目，在1 m级调焦精度时全程调焦时间约为3 s，反应快速，性能稳定可靠。
2015, 27: 091010.
doi: 10.11884/HPLPB201527.091010
摘要:
光学系统是测风激光雷达小型化的关键，光学设计的质量直接影响系统的整机性能。提出了一种全光纤多路收发非扫描多普勒测风激光雷达系统方案，对其工作原理作了简要介绍；在对激光雷达系统信噪比开展理论分析的基础上，提出了光学天线的视场、孔径、焦距等设计参数，并利用光学设计软件对光学天线进行了设计和仿真实验。该系统工作波长为1064 nm，设计结果表明，光学天线相对口径为1∶4.28，全视场角为2022.5，总长为277 mm，后截距127.28 mm，有效焦距300 mm，口径70 mm，各视场光纤耦合效率均在65%以上，满足设计指标要求。
光学系统是测风激光雷达小型化的关键，光学设计的质量直接影响系统的整机性能。提出了一种全光纤多路收发非扫描多普勒测风激光雷达系统方案，对其工作原理作了简要介绍；在对激光雷达系统信噪比开展理论分析的基础上，提出了光学天线的视场、孔径、焦距等设计参数，并利用光学设计软件对光学天线进行了设计和仿真实验。该系统工作波长为1064 nm，设计结果表明，光学天线相对口径为1∶4.28，全视场角为2022.5，总长为277 mm，后截距127.28 mm，有效焦距300 mm，口径70 mm，各视场光纤耦合效率均在65%以上，满足设计指标要求。
2015, 27: 091011.
doi: 10.11884/HPLPB201527.091011
摘要:
针对具有锁相结构的圆筒组合型CO2激光器，分析了其注入锁定的原理，利用等价条形腔理论，建立了分析其输出基模的数学模型。利用该模型，研究了不同形变量对圆筒形腔输出基模的影响。结果表明，为了获得与注入光束模式类似的光场分布，复曲面镜与圆筒形谐振腔中平面镜镜面中心的形变量应控制在0.07倍波长以内。同时，分析在不同腔镜参数情况下腔镜形变对输出模式造成的影响，其结果有利于进一步优化谐振腔的参数设计。
针对具有锁相结构的圆筒组合型CO2激光器，分析了其注入锁定的原理，利用等价条形腔理论，建立了分析其输出基模的数学模型。利用该模型，研究了不同形变量对圆筒形腔输出基模的影响。结果表明，为了获得与注入光束模式类似的光场分布，复曲面镜与圆筒形谐振腔中平面镜镜面中心的形变量应控制在0.07倍波长以内。同时，分析在不同腔镜参数情况下腔镜形变对输出模式造成的影响，其结果有利于进一步优化谐振腔的参数设计。
2015, 27: 091012.
doi: 10.11884/HPLPB201527.091012
摘要:
阐述了近紫外探测系统工作原理，在此基础上建立了基于探测器信噪比分析的近紫外作用距离模型，并详细分析了近紫外谱段目标、背景辐射特性及大气传输对探测距离的影响。以实验室现有近紫外探测器为例针对所建模型进行系统作用距离研究，最终得到不同积分时间下该探测系统的作用距离。上述方法可用于实现对近紫外探测系统作用距离的预判，为近紫外探测技术的发展与深入研究提供参考。
阐述了近紫外探测系统工作原理，在此基础上建立了基于探测器信噪比分析的近紫外作用距离模型，并详细分析了近紫外谱段目标、背景辐射特性及大气传输对探测距离的影响。以实验室现有近紫外探测器为例针对所建模型进行系统作用距离研究，最终得到不同积分时间下该探测系统的作用距离。上述方法可用于实现对近紫外探测系统作用距离的预判，为近紫外探测技术的发展与深入研究提供参考。
2015, 27: 091013.
doi: 10.11884/HPLPB201527.091013
摘要:
基于布里渊光时域分析仪的全分布式光纤传感系统中，光纤沿途的探测信号含有噪声导致被测量的温度或应变信息难以识别，光谱拟合的精确度对传感信息的识别非常重要。在传感系统低信噪比的情况下，提出了一种提取高精度布里渊散射谱特征的拟合方法，利用小波去噪结合莱文伯-马奈特（LM）算法调节权值后向传输(BP)网络对布里渊散射谱进行特征提取。克服了传统BP神经网络易陷入局部极值的缺点，保证求解的精度。数值仿真表明，该方法适合不同权重比、不同线宽和低信噪比以及大测量范围的情况进行光谱拟合，并且在信噪比为10 dB的情况下得到拟合度均超过0.96。实验结果表明，该方法适用于多种泵浦功率情况下的布里渊散射谱的特征提取，优于传统BP神经网络算法且具有较高的拟合精度。
基于布里渊光时域分析仪的全分布式光纤传感系统中，光纤沿途的探测信号含有噪声导致被测量的温度或应变信息难以识别，光谱拟合的精确度对传感信息的识别非常重要。在传感系统低信噪比的情况下，提出了一种提取高精度布里渊散射谱特征的拟合方法，利用小波去噪结合莱文伯-马奈特（LM）算法调节权值后向传输(BP)网络对布里渊散射谱进行特征提取。克服了传统BP神经网络易陷入局部极值的缺点，保证求解的精度。数值仿真表明，该方法适合不同权重比、不同线宽和低信噪比以及大测量范围的情况进行光谱拟合，并且在信噪比为10 dB的情况下得到拟合度均超过0.96。实验结果表明，该方法适用于多种泵浦功率情况下的布里渊散射谱的特征提取，优于传统BP神经网络算法且具有较高的拟合精度。
2015, 27: 092001.
doi: 10.11884/HPLPB201527.092001
摘要:
为满足分层掺杂点火内爆靶辐射驱动不对称性全过程物理分析的需求，在激光聚变二维总体程序LARED集成上发展了辐射输运建模下的多介质ALE方法-RTALE(Radiative Transfer Arbitrary-Lagrangian-Eulerian)。为提高多介质ALE方法的健壮性，发展了驰豫网格重构算法，该重构算法生成的新网格能自适应流场的变化。数值模拟了激波与气柱相互作用的RM不稳定性实验，模拟的气泡变形程度与试验结果基本一致，其中驰豫网格重构算法中的驰豫因子能够很好地反映流场密度梯度。基于辐射多群输运建模的LARED集成程序能够完整模拟辐射驱动不对称性条件下掺杂点火靶二维内爆过程，克服了传统ALE方法计算不下去和算不好的困难，界面变形程度也符合物理分析。
为满足分层掺杂点火内爆靶辐射驱动不对称性全过程物理分析的需求，在激光聚变二维总体程序LARED集成上发展了辐射输运建模下的多介质ALE方法-RTALE(Radiative Transfer Arbitrary-Lagrangian-Eulerian)。为提高多介质ALE方法的健壮性，发展了驰豫网格重构算法，该重构算法生成的新网格能自适应流场的变化。数值模拟了激波与气柱相互作用的RM不稳定性实验，模拟的气泡变形程度与试验结果基本一致，其中驰豫网格重构算法中的驰豫因子能够很好地反映流场密度梯度。基于辐射多群输运建模的LARED集成程序能够完整模拟辐射驱动不对称性条件下掺杂点火靶二维内爆过程，克服了传统ALE方法计算不下去和算不好的困难，界面变形程度也符合物理分析。
2015, 27: 092002.
doi: 10.11884/HPLPB201527.092002
摘要:
为解决快点火分解物理研究中锥丝靶的整体成型问题，基于超精密车削技术，提出了制备无缝、无胶锥丝靶的方法。通过建立的Au丝超精密切削成型过程中的微切削力模型，研究了相关工艺条件下微切削力对锥丝靶成型的影响。采用有限元分析方法和实验验证手段研究多种参数Au丝的切削变形问题，获得了微切削力条件下Au丝的变形规律。研究结果表明:微切削力对丝径 10 m附近锥丝靶的成型影响较大，对丝径更大的锥丝靶则无明显影响。
为解决快点火分解物理研究中锥丝靶的整体成型问题，基于超精密车削技术，提出了制备无缝、无胶锥丝靶的方法。通过建立的Au丝超精密切削成型过程中的微切削力模型，研究了相关工艺条件下微切削力对锥丝靶成型的影响。采用有限元分析方法和实验验证手段研究多种参数Au丝的切削变形问题，获得了微切削力条件下Au丝的变形规律。研究结果表明:微切削力对丝径 10 m附近锥丝靶的成型影响较大，对丝径更大的锥丝靶则无明显影响。
2015, 27: 092003.
doi: 10.11884/HPLPB201527.092003
摘要:
类金刚石（DLC）薄膜在红外区有很高的透过率，但激光损伤阈值低，严重限制了其应用领域。采用直接在DLC薄膜上沉积Ti电极，基于激光损伤阈值（LIDT）测试平台，用1-on-1零几率损伤法，研究了在不同偏置电场下DLC薄膜损伤阈值及损伤形貌的变化。发现电场强度从0增加到700 V/cm，损伤阈值明显增大；进一步增大偏置电场，损伤阈值相对不变。分析认为偏置电场改变了激光辐照DLC薄膜区域的光生载流子漂移速度，减小了DLC薄膜的局部热累积，减缓了薄膜的石墨化进程，提高了DLC薄膜的抗激光损伤阈值。
类金刚石（DLC）薄膜在红外区有很高的透过率，但激光损伤阈值低，严重限制了其应用领域。采用直接在DLC薄膜上沉积Ti电极，基于激光损伤阈值（LIDT）测试平台，用1-on-1零几率损伤法，研究了在不同偏置电场下DLC薄膜损伤阈值及损伤形貌的变化。发现电场强度从0增加到700 V/cm，损伤阈值明显增大；进一步增大偏置电场，损伤阈值相对不变。分析认为偏置电场改变了激光辐照DLC薄膜区域的光生载流子漂移速度，减小了DLC薄膜的局部热累积，减缓了薄膜的石墨化进程，提高了DLC薄膜的抗激光损伤阈值。
2015, 27: 092004.
doi: 10.11884/HPLPB201527.092004
摘要:
结合普通透射光栅的分光特性和菲涅耳波带片的聚焦特性，提出一种应用于软X射线波段的新型透射式自聚焦光栅。根据菲涅耳衍射理论，对其衍射特性进行理论推导，证明该新型光栅存在一个与光栅平面垂直的焦平面，不同波长的光波聚焦于该焦平面的不同位置。在焦平面上，焦点位置随光子能量的变化是线性的，即能实现光子能量的线性测量。通过解析推导，得到在沿着焦平面和垂直于焦平面两个方向上光斑的展宽模式,发现该新型光栅在沿着焦平面的光斑展宽模式不同于普通光栅。根据基尔霍夫衍射公式，设置实用化参数，对其衍射模式进行了详细的数值模拟研究，并讨论了相应的测谱范围和谱分辨率。
结合普通透射光栅的分光特性和菲涅耳波带片的聚焦特性，提出一种应用于软X射线波段的新型透射式自聚焦光栅。根据菲涅耳衍射理论，对其衍射特性进行理论推导，证明该新型光栅存在一个与光栅平面垂直的焦平面，不同波长的光波聚焦于该焦平面的不同位置。在焦平面上，焦点位置随光子能量的变化是线性的，即能实现光子能量的线性测量。通过解析推导，得到在沿着焦平面和垂直于焦平面两个方向上光斑的展宽模式,发现该新型光栅在沿着焦平面的光斑展宽模式不同于普通光栅。根据基尔霍夫衍射公式，设置实用化参数，对其衍射模式进行了详细的数值模拟研究，并讨论了相应的测谱范围和谱分辨率。
2015, 27: 092005.
doi: 10.11884/HPLPB201527.092005
摘要:
在乳液微封装技术制备聚苯乙烯空心微球的工艺中，固化过程是决定微球球形度及壁厚均匀性的关键阶段。基于乳粒发生器制备内径(85010) m、壁厚(25025) m的复合乳粒，以25 ℃,45 ℃和65 ℃作为固化温度，考察了固化温度对微球球形度和壁厚均匀性的影响。结果表明，固化温度越低，界面张力越高，乳液固化速率越慢，微球球形度和壁厚均匀性越好。当固化温度为25 ℃时，批次微球中球形偏离值优于2 m的微球产率为90%，壁厚偏差值优于2 m的微球产率为40%，明显优于固化温度为45 ℃和65 ℃时微球的质量。
在乳液微封装技术制备聚苯乙烯空心微球的工艺中，固化过程是决定微球球形度及壁厚均匀性的关键阶段。基于乳粒发生器制备内径(85010) m、壁厚(25025) m的复合乳粒，以25 ℃,45 ℃和65 ℃作为固化温度，考察了固化温度对微球球形度和壁厚均匀性的影响。结果表明，固化温度越低，界面张力越高，乳液固化速率越慢，微球球形度和壁厚均匀性越好。当固化温度为25 ℃时，批次微球中球形偏离值优于2 m的微球产率为90%，壁厚偏差值优于2 m的微球产率为40%，明显优于固化温度为45 ℃和65 ℃时微球的质量。
2015, 27: 092006.
doi: 10.11884/HPLPB201527.092006
摘要:
针对脉冲氙灯的结构，探索了一种新型的环形截面氙灯以获得更高的泵浦效率。环形截面氙灯内嵌空气玻璃管，拥有中空的新结构，对脉冲氙灯放电特性产生了新的影响，进一步影响了泵浦效率。实验对比了传统氙灯和环形截面氙灯的放电特性、辐射以及钕玻璃的荧光输出。实验结果表明：新型的环形截面氙灯拥有较高的电阻，较低的放电电流与进灯能量，辐射效率和钕玻璃荧光输出分别提高了3%~4%和2%~3%。
针对脉冲氙灯的结构，探索了一种新型的环形截面氙灯以获得更高的泵浦效率。环形截面氙灯内嵌空气玻璃管，拥有中空的新结构，对脉冲氙灯放电特性产生了新的影响，进一步影响了泵浦效率。实验对比了传统氙灯和环形截面氙灯的放电特性、辐射以及钕玻璃的荧光输出。实验结果表明：新型的环形截面氙灯拥有较高的电阻，较低的放电电流与进灯能量，辐射效率和钕玻璃荧光输出分别提高了3%~4%和2%~3%。
2015, 27: 092007.
doi: 10.11884/HPLPB201527.092007
摘要:
针对磁流变抛光过程中的中频误差的控制，进行了驻留时间与中频误差影响关系的研究。对基于矩阵法得出的驻留时间进行分析，驻留时间矩阵沿抛光头的进给方向的起伏波动性，反映在抛光过程中速度的不连续性，会引入一定的中频误差。提出通过滤波算法使驻留时间沿抛光轮进给方向更加平滑，即相邻两点的速度更加接近，抛光轮只需要很小的加速度和很小的时间内即可完成整个加速过程，从而降低这种速度的波动性带来的误差。通过计算机仿真和实验验证，给驻留时间一个很小的扰动，会使残差的功率谱密度（PSD）曲线发散，而滤波后的驻留时间算法在不失真的情况下，在一定程度上抑制了中频误差。
针对磁流变抛光过程中的中频误差的控制，进行了驻留时间与中频误差影响关系的研究。对基于矩阵法得出的驻留时间进行分析，驻留时间矩阵沿抛光头的进给方向的起伏波动性，反映在抛光过程中速度的不连续性，会引入一定的中频误差。提出通过滤波算法使驻留时间沿抛光轮进给方向更加平滑，即相邻两点的速度更加接近，抛光轮只需要很小的加速度和很小的时间内即可完成整个加速过程，从而降低这种速度的波动性带来的误差。通过计算机仿真和实验验证，给驻留时间一个很小的扰动，会使残差的功率谱密度（PSD）曲线发散，而滤波后的驻留时间算法在不失真的情况下，在一定程度上抑制了中频误差。
2015, 27: 092008.
doi: 10.11884/HPLPB201527.092008
摘要:
在神光Ⅲ主机装置上，利用已经建成的两个激光束组，开展了激光间接驱动内爆物理磨合实验，是神光Ⅲ主机装置首次出中子实验。实验采用f1400 mm2100 mm黑腔，f500 mm的塑料靶丸充1 MPa的DD燃料，激光从黑腔两端55注入。实验获得的最高中子产额为9.7108。实验结果表明，实验黑腔的耦合效率约为50%；使用的黑腔偏长，靶丸被压缩为薄饼形；中子产额和激光能量正相关；中子发射峰值时刻主要依赖于烧蚀层厚度。
在神光Ⅲ主机装置上，利用已经建成的两个激光束组，开展了激光间接驱动内爆物理磨合实验，是神光Ⅲ主机装置首次出中子实验。实验采用f1400 mm2100 mm黑腔，f500 mm的塑料靶丸充1 MPa的DD燃料，激光从黑腔两端55注入。实验获得的最高中子产额为9.7108。实验结果表明，实验黑腔的耦合效率约为50%；使用的黑腔偏长，靶丸被压缩为薄饼形；中子产额和激光能量正相关；中子发射峰值时刻主要依赖于烧蚀层厚度。
2015, 27: 092009.
doi: 10.11884/HPLPB201527.092009
摘要:
为提高惯性约束聚变（ICF）点火靶尺度（约2 mm）聚苯乙烯（PS）空心微球的球形度,研究了油相与外水相界面张力、初始油相质量分数和固化旋转流场转速对PS微球球形度的影响。结果表明,将双重乳液体系外水相中的表面活性剂聚乙烯醇（PVA）替换为聚丙烯酸（PAA）后,油相与外水相之间的界面张力增大了约10倍,PS空心微球的球形度显著提高,球形偏离度小于1 m的微球比例由5%增加至约50%；但是,在较宽范围内改变油相初始质量分数及旋转固化流场转速,对PS微球球形度的影响并不显著,球形偏离度值小于1 m的PS微球比例介于40%~60%之间。
为提高惯性约束聚变（ICF）点火靶尺度（约2 mm）聚苯乙烯（PS）空心微球的球形度,研究了油相与外水相界面张力、初始油相质量分数和固化旋转流场转速对PS微球球形度的影响。结果表明,将双重乳液体系外水相中的表面活性剂聚乙烯醇（PVA）替换为聚丙烯酸（PAA）后,油相与外水相之间的界面张力增大了约10倍,PS空心微球的球形度显著提高,球形偏离度小于1 m的微球比例由5%增加至约50%；但是,在较宽范围内改变油相初始质量分数及旋转固化流场转速,对PS微球球形度的影响并不显著,球形偏离度值小于1 m的PS微球比例介于40%~60%之间。
2015, 27: 092010.
doi: 10.11884/HPLPB201527.092010
摘要:
研究了基于间接驱动设计的神光Ⅲ原型装置在直接驱动方式下提供的辐照均匀程度,在考虑激光瞄准偏差以及激光束间能量偏差的情况下,通过优化激光光斑内部光强分布实现了球靶表面较高程度的均匀辐照。研究表明光强均方根随激光偏差的减小而降低。在优化结果基础上,分析了优化光强与实际光强的联系,指出可通过同步放缩具有长度量纲的量调整靶球表面平均光强,为后续靶设计提供了依据。最后,研究了优化结果在直接驱动快点火技术途径下的应用,分析了导引锥对激光传输的影响,表明当导引锥位于靶球两极方向,并且半锥角小于30时,导引锥对锥外部靶球表面的光强分布影响较小,优化结果亦可应用于直接驱动快点火。
研究了基于间接驱动设计的神光Ⅲ原型装置在直接驱动方式下提供的辐照均匀程度,在考虑激光瞄准偏差以及激光束间能量偏差的情况下,通过优化激光光斑内部光强分布实现了球靶表面较高程度的均匀辐照。研究表明光强均方根随激光偏差的减小而降低。在优化结果基础上,分析了优化光强与实际光强的联系,指出可通过同步放缩具有长度量纲的量调整靶球表面平均光强,为后续靶设计提供了依据。最后,研究了优化结果在直接驱动快点火技术途径下的应用,分析了导引锥对激光传输的影响,表明当导引锥位于靶球两极方向,并且半锥角小于30时,导引锥对锥外部靶球表面的光强分布影响较小,优化结果亦可应用于直接驱动快点火。
2015, 27: 092011.
doi: 10.11884/HPLPB201527.092011
摘要:
提出了一种磁流变抛光去除函数形状的动态预测方法。建立了去除函数形状的演变机制，并根据实际的磁流变抛光应用范围，通过数值计算分析得到了较简单的去除函数形状的演变方法。分析表明，对于实际抛光过程，去除函数长度和宽度的改变量与浸入深度的改变量有很好的线性关系，其决定系数均在95%以上。与实验结果对比，对去除函数的49次预测中，长度预测的相对误差在-4.52%~5.51%之间，宽度预测的相对误差在-7.20%~6.63%之间。
提出了一种磁流变抛光去除函数形状的动态预测方法。建立了去除函数形状的演变机制，并根据实际的磁流变抛光应用范围，通过数值计算分析得到了较简单的去除函数形状的演变方法。分析表明，对于实际抛光过程，去除函数长度和宽度的改变量与浸入深度的改变量有很好的线性关系，其决定系数均在95%以上。与实验结果对比，对去除函数的49次预测中，长度预测的相对误差在-4.52%~5.51%之间，宽度预测的相对误差在-7.20%~6.63%之间。
2015, 27: 092012.
doi: 10.11884/HPLPB201527.092012
摘要:
基于神光Ⅲ原型激光装置上建成的近背向散射诊断系统，设计了一种可探测近背向散射能量空间分布的时间过程的采集方法,并通过静态实验对该方法的可行性进行了验证。结果表明：通过一维转二维传像束，将二维图像记录成一维信息，然后通过数据后处理还原成二维图像信息的方法可以实现能量空间分布的时间分辨测量。将该方法用于近背向散射光诊断系统，可以得到近背向散射光能量空间分布随时间变化的信息，为深入分析激光等离子体相互作用实验中近背向散射光构成及变化过程提供重要数据。
基于神光Ⅲ原型激光装置上建成的近背向散射诊断系统，设计了一种可探测近背向散射能量空间分布的时间过程的采集方法,并通过静态实验对该方法的可行性进行了验证。结果表明：通过一维转二维传像束，将二维图像记录成一维信息，然后通过数据后处理还原成二维图像信息的方法可以实现能量空间分布的时间分辨测量。将该方法用于近背向散射光诊断系统，可以得到近背向散射光能量空间分布随时间变化的信息，为深入分析激光等离子体相互作用实验中近背向散射光构成及变化过程提供重要数据。
2015, 27: 092013.
doi: 10.11884/HPLPB201527.092013
摘要:
基于光栅平行磨削的加工方式,分析磨削参数对轴对称非球面表面粗糙度的影响,揭示轴对称非球面表面粗糙度的分布规律。研究砂轮与工件加工过程的干涉现象,阐述其对轴对称非球面表面波纹度的作用机理并提出影响其分布和大小的主要因素。结合磨削实验表明,垂直磨削方向的表面粗糙度明显比平行磨削方向上的大且数值呈现中部小、边缘大的分布特点。砂轮振动和插补步距分别是平行磨削和垂直磨削方向上表面波纹度产生的主要因素。
基于光栅平行磨削的加工方式,分析磨削参数对轴对称非球面表面粗糙度的影响,揭示轴对称非球面表面粗糙度的分布规律。研究砂轮与工件加工过程的干涉现象,阐述其对轴对称非球面表面波纹度的作用机理并提出影响其分布和大小的主要因素。结合磨削实验表明,垂直磨削方向的表面粗糙度明显比平行磨削方向上的大且数值呈现中部小、边缘大的分布特点。砂轮振动和插补步距分别是平行磨削和垂直磨削方向上表面波纹度产生的主要因素。
2015, 27: 092014.
doi: 10.11884/HPLPB201527.092014
摘要:
针对惯性约束聚变领域需要求解的含强间断导热系数的扩散方程，借鉴各向异性导热的思想，给出了一种导热系数定义在网格节点的支撑算子改进格式。改进后的方法保留了支撑算子格式的算子相容性优点。数值算例表明，新方法可以很好地处理含强间断和强非线性的热扩散问题，计算结果保持较高的精度，适合于辐射流体力学问题的模拟。
针对惯性约束聚变领域需要求解的含强间断导热系数的扩散方程，借鉴各向异性导热的思想，给出了一种导热系数定义在网格节点的支撑算子改进格式。改进后的方法保留了支撑算子格式的算子相容性优点。数值算例表明，新方法可以很好地处理含强间断和强非线性的热扩散问题，计算结果保持较高的精度，适合于辐射流体力学问题的模拟。
2015, 27: 093001.
doi: 10.11884/HPLPB201527.093001
摘要:
设计了一种高功率圆波导TM01-矩形波导TM10模式转换器，可以实现圆波导TM01模式与矩形波导TM10模式之间的相互转换。仿真结果表明：中心频率为9.7 GHz时该模式转换器转换效率大于99.99%，回波损耗小于-40 dB,转换效率大于90%时的带宽大于0.4 GHz。调节底面短路圆波导长度可以实现模式转换器在9.2~10.1 GHz范围内调谐(模式转换效率大于99%)。在圆波导和耦合段连接处引入倒角可有效降低场强，提高功率容量，注入功率0.7 GW，其表面场强小于1 MV/cm。
设计了一种高功率圆波导TM01-矩形波导TM10模式转换器，可以实现圆波导TM01模式与矩形波导TM10模式之间的相互转换。仿真结果表明：中心频率为9.7 GHz时该模式转换器转换效率大于99.99%，回波损耗小于-40 dB,转换效率大于90%时的带宽大于0.4 GHz。调节底面短路圆波导长度可以实现模式转换器在9.2~10.1 GHz范围内调谐(模式转换效率大于99%)。在圆波导和耦合段连接处引入倒角可有效降低场强，提高功率容量，注入功率0.7 GW，其表面场强小于1 MV/cm。
2015, 27: 093002.
doi: 10.11884/HPLPB201527.093002
摘要:
为提高行波管高压电源变换器全工作状态的软开关和动态响应性能,分析了行波管负载的动态突变特性,设计了全桥LLC谐振倍压功率变换器,提出了基于自激移相控制的全桥LLC变换器的工作原理、大信号建模和设计方法,重点针对负载突变特性分析了变换器的瞬态软开关特性和控制参数设计原则。通过仿真验证了变换器在负载突变时能够实现开关管的零电压开通,说明了控制参数的自适应调整能够提高变换器的动态响应性能。通过实验分析了基于自激移相控制的全桥LLC变换器的典型波形,表明变换器具有较好的软开关特性。
为提高行波管高压电源变换器全工作状态的软开关和动态响应性能,分析了行波管负载的动态突变特性,设计了全桥LLC谐振倍压功率变换器,提出了基于自激移相控制的全桥LLC变换器的工作原理、大信号建模和设计方法,重点针对负载突变特性分析了变换器的瞬态软开关特性和控制参数设计原则。通过仿真验证了变换器在负载突变时能够实现开关管的零电压开通,说明了控制参数的自适应调整能够提高变换器的动态响应性能。通过实验分析了基于自激移相控制的全桥LLC变换器的典型波形,表明变换器具有较好的软开关特性。
2015, 27: 093003.
doi: 10.11884/HPLPB201527.093003
摘要:
基于T2模四臂螺旋，提出一种新型的全向圆极化天线。T2模全向圆极化天线无需采用复杂的馈电网络，而采用同轴线直接馈电，即同轴电缆的内、外导体依次交替馈电至天线的四个螺旋臂，巧妙实现了T2模四臂螺旋的馈电相位要求(0-180-0-180)；为了提高天线的辐射效率，螺旋线采用线宽捷变技术（即螺旋臂的前面部分窄、后面部分宽）；为了保持天线的圆极化特性，螺旋线末端加载吸收导线。对天线进行了仿真和测试，两者结果吻合好，天线的实测增益为10.5 dBi、轴比为1.3 dB，水平圆度为2.3 dB。
基于T2模四臂螺旋，提出一种新型的全向圆极化天线。T2模全向圆极化天线无需采用复杂的馈电网络，而采用同轴线直接馈电，即同轴电缆的内、外导体依次交替馈电至天线的四个螺旋臂，巧妙实现了T2模四臂螺旋的馈电相位要求(0-180-0-180)；为了提高天线的辐射效率，螺旋线采用线宽捷变技术（即螺旋臂的前面部分窄、后面部分宽）；为了保持天线的圆极化特性，螺旋线末端加载吸收导线。对天线进行了仿真和测试，两者结果吻合好，天线的实测增益为10.5 dBi、轴比为1.3 dB，水平圆度为2.3 dB。
2015, 27: 093004.
doi: 10.11884/HPLPB201527.093004
摘要:
通过使用多目标遗传算法对回旋行波放大器加载分布式损耗的电阻率和厚度参数进行优化，得出了两个参数的最佳组合值：损耗层厚度0.116 mm，电阻率为铜的77 882倍，此时放大器达到最大增益15.9 dB。并且通过单目标遗传算法对该值的准确性进行了验证，使得放大器在有效抑制回旋返波振荡的同时实现了增益的最大化。
通过使用多目标遗传算法对回旋行波放大器加载分布式损耗的电阻率和厚度参数进行优化，得出了两个参数的最佳组合值：损耗层厚度0.116 mm，电阻率为铜的77 882倍，此时放大器达到最大增益15.9 dB。并且通过单目标遗传算法对该值的准确性进行了验证，使得放大器在有效抑制回旋返波振荡的同时实现了增益的最大化。
2015, 27: 093101.
doi: 10.11884/HPLPB201527.093101
摘要:
设计了一套0.22 THz折叠波导行波管电子光学系统，详细介绍了电子枪和周期永磁聚焦系统的设计过程，在电子枪电子束束腰与磁系统不匹配情况下，对磁场过渡区进行了优化设计，以此为基础利用磁场仿真软件对磁场进行模拟和优化，并把磁场位形代入电磁仿真软件进行电子束传输仿真，优化后的电子光学系统发射束流10 mA，阴极电压15 kV，束流通过率96%。通过实验验证，流通管束流通过率93%，高频样管束流通过率94%，与设计相符。高频样管实现连续波运行，功率大于0.4 W，3 dB带宽大于12 GHz。
设计了一套0.22 THz折叠波导行波管电子光学系统，详细介绍了电子枪和周期永磁聚焦系统的设计过程，在电子枪电子束束腰与磁系统不匹配情况下，对磁场过渡区进行了优化设计，以此为基础利用磁场仿真软件对磁场进行模拟和优化，并把磁场位形代入电磁仿真软件进行电子束传输仿真，优化后的电子光学系统发射束流10 mA，阴极电压15 kV，束流通过率96%。通过实验验证，流通管束流通过率93%，高频样管束流通过率94%，与设计相符。高频样管实现连续波运行，功率大于0.4 W，3 dB带宽大于12 GHz。
2015, 27: 093201.
doi: 10.11884/HPLPB201527.093201
摘要:
以脉冲电流作为激励的电磁轨道炮无可避免地在不锈钢管身上感应出巨大涡流，涡流不仅自身损耗能量，而且削弱电枢的推进力，降低发射效率。为深入研究管身对电磁轨道炮的影响，结合场路模型计算了电磁轨道炮系统的发射效率和涡流能耗，讨论了不同管身结构和材料下的发射效率，进一步分析了管身对电磁轨道炮力学特性的影响。结果表明：基于10 MJ脉冲电源的中口径电磁轨道炮，其不锈钢管身将大幅削弱系统的发射效率，管身涡流能耗比炮口动能的一半还多；采用层压式结构的高导磁材料作为管身，发射效率的提升尤为明显；管身对电枢轴向力的削弱是导致发射效率下降的根本原因，对电枢径向力的削弱则不利于电枢和轨道的良好接触，从而增加接触电阻，降低发射效率；但是对身管各部件径向力的减小有助于降低身管所需预紧力。
以脉冲电流作为激励的电磁轨道炮无可避免地在不锈钢管身上感应出巨大涡流，涡流不仅自身损耗能量，而且削弱电枢的推进力，降低发射效率。为深入研究管身对电磁轨道炮的影响，结合场路模型计算了电磁轨道炮系统的发射效率和涡流能耗，讨论了不同管身结构和材料下的发射效率，进一步分析了管身对电磁轨道炮力学特性的影响。结果表明：基于10 MJ脉冲电源的中口径电磁轨道炮，其不锈钢管身将大幅削弱系统的发射效率，管身涡流能耗比炮口动能的一半还多；采用层压式结构的高导磁材料作为管身，发射效率的提升尤为明显；管身对电枢轴向力的削弱是导致发射效率下降的根本原因，对电枢径向力的削弱则不利于电枢和轨道的良好接触，从而增加接触电阻，降低发射效率；但是对身管各部件径向力的减小有助于降低身管所需预紧力。
2015, 27: 093202.
doi: 10.11884/HPLPB201527.093202
摘要:
设计了一种双频带的高功率宽谱平面倒F天线。在矩形贴片上开L形槽实现天线双频辐射。采用圆锥过渡实现同轴馈线到平板之间的宽带阻抗匹配；通过折叠振子电容加载和合理增加天线高度和宽度实现天线宽带设计。经过优化设计，实现了274 MHz和680 MHz的双频输出，反射系数S11不超过-6 dB的低频带宽和高频带宽分别达到14.6%和20.1%。天线的低频和高频增益分别达到4.4 dB和4.6 dB，对应辐射效率分别达到98%和99%。主辐射方向上的低频和高频远场辐射场与距离乘积与馈入宽带脉冲幅度比值分别为1.07和1.14。对天线的高功率容量进行了设计，将天线置于充0.2 MPa压力SF6气体的增强尼龙箱体中，天线可承受200 MW宽谱高功率微波。
设计了一种双频带的高功率宽谱平面倒F天线。在矩形贴片上开L形槽实现天线双频辐射。采用圆锥过渡实现同轴馈线到平板之间的宽带阻抗匹配；通过折叠振子电容加载和合理增加天线高度和宽度实现天线宽带设计。经过优化设计，实现了274 MHz和680 MHz的双频输出，反射系数S11不超过-6 dB的低频带宽和高频带宽分别达到14.6%和20.1%。天线的低频和高频增益分别达到4.4 dB和4.6 dB，对应辐射效率分别达到98%和99%。主辐射方向上的低频和高频远场辐射场与距离乘积与馈入宽带脉冲幅度比值分别为1.07和1.14。对天线的高功率容量进行了设计，将天线置于充0.2 MPa压力SF6气体的增强尼龙箱体中，天线可承受200 MW宽谱高功率微波。
2015, 27: 094001.
doi: 10.11884/HPLPB201527.094001
摘要:
为研究空间高能粒子位移损伤效应引起的星用CMOS图像传感器性能退化，对国产CMOS有源像素传感器进行了中子辐照试验，当辐射注量达到预定注量点时，采用离线的测试方法，定量测试了器件的暗信号、暗信号非均匀性、饱和输出电压、像素单元输出电压等参数的变化规律。通过对CMOS图像传感器敏感参数退化规律及其与器件工艺、结构的相关性进行分析，并根据半导体器件辐射效应理论，深入研究了器件参数退化机理。试验结果表明，暗信号和暗信号非均匀性随着中子辐照注量的增大而显著增大，饱和输出电压基本保持不变。暗信号的退化是因为位移效应在体硅内引入大量体缺陷增加了耗尽区内热载流子产生率，暗信号非均匀性的退化主要来自于器件受中子辐照后在像素与像素之间产生了大量非均匀性的体缺陷能级。另外，还在样品芯片上引出了独立的像素单元测试管脚，测试了不同积分时间下像素单元输出信号。
为研究空间高能粒子位移损伤效应引起的星用CMOS图像传感器性能退化，对国产CMOS有源像素传感器进行了中子辐照试验，当辐射注量达到预定注量点时，采用离线的测试方法，定量测试了器件的暗信号、暗信号非均匀性、饱和输出电压、像素单元输出电压等参数的变化规律。通过对CMOS图像传感器敏感参数退化规律及其与器件工艺、结构的相关性进行分析，并根据半导体器件辐射效应理论，深入研究了器件参数退化机理。试验结果表明，暗信号和暗信号非均匀性随着中子辐照注量的增大而显著增大，饱和输出电压基本保持不变。暗信号的退化是因为位移效应在体硅内引入大量体缺陷增加了耗尽区内热载流子产生率，暗信号非均匀性的退化主要来自于器件受中子辐照后在像素与像素之间产生了大量非均匀性的体缺陷能级。另外，还在样品芯片上引出了独立的像素单元测试管脚，测试了不同积分时间下像素单元输出信号。
2015, 27: 094002.
doi: 10.11884/HPLPB201527.094002
摘要:
使用最新版本的Space Radiation 7.0软件对典型卫星轨道（包括地球同步轨道、中地轨道和低地轨道）的空间辐射环境进行提取和计算,分析不同空间天气和屏蔽条件下的轨道离子通量-能量谱和通量-线性能量沉积（LET）谱特点。以一款SOI SRAM为例,结合地面加速器重离子试验获得的单粒子翻转截面-LET值关系曲线,预计该器件的在轨软错误率（SER）,并分析关键参数对预计结果的影响规律和内在机理。结果表明,使用Space Radiation软件的四种输入模式获得的预计结果可相差5倍左右；灵敏区厚度的增大导致在轨SER降低数个数量级,原因为灵敏区厚度的设置与灵敏区平均投影面积和符合条件的空间离子通量的大小直接相关；漏斗长度的大小对预计结果有一定的影响。最后,对SER预计模型的适用性和发展趋势进行了讨论。
使用最新版本的Space Radiation 7.0软件对典型卫星轨道（包括地球同步轨道、中地轨道和低地轨道）的空间辐射环境进行提取和计算,分析不同空间天气和屏蔽条件下的轨道离子通量-能量谱和通量-线性能量沉积（LET）谱特点。以一款SOI SRAM为例,结合地面加速器重离子试验获得的单粒子翻转截面-LET值关系曲线,预计该器件的在轨软错误率（SER）,并分析关键参数对预计结果的影响规律和内在机理。结果表明,使用Space Radiation软件的四种输入模式获得的预计结果可相差5倍左右；灵敏区厚度的增大导致在轨SER降低数个数量级,原因为灵敏区厚度的设置与灵敏区平均投影面积和符合条件的空间离子通量的大小直接相关；漏斗长度的大小对预计结果有一定的影响。最后,对SER预计模型的适用性和发展趋势进行了讨论。
2015, 27: 095001.
doi: 10.11884/HPLPB201527.095001
摘要:
针对同步感应线圈炮常用的导体圆筒式电枢,结合电流丝法,建立了电枢温升计算模型；通过搭建三级同步感应线圈炮试验平台,验证了计算模型的正确性,并分析了电枢材料和剖分设置对电枢温升计算的影响。结果表明：发射过程中电枢的最高温升位于其底部外侧,电枢前端也有较高温升；当调节载荷使铜、铝电枢等质量时,前者的温升虽然更高,但温升对其发射效率的影响却小于后者,这是因为铜的电阻率温度系数小于铝；电枢的剖分设置对电枢温升的计算的影响比较明显。因此从电枢温升对发射过程的影响来看,铜电枢比铝电枢更适合用于高速发射。
针对同步感应线圈炮常用的导体圆筒式电枢,结合电流丝法,建立了电枢温升计算模型；通过搭建三级同步感应线圈炮试验平台,验证了计算模型的正确性,并分析了电枢材料和剖分设置对电枢温升计算的影响。结果表明：发射过程中电枢的最高温升位于其底部外侧,电枢前端也有较高温升；当调节载荷使铜、铝电枢等质量时,前者的温升虽然更高,但温升对其发射效率的影响却小于后者,这是因为铜的电阻率温度系数小于铝；电枢的剖分设置对电枢温升的计算的影响比较明显。因此从电枢温升对发射过程的影响来看,铜电枢比铝电枢更适合用于高速发射。
2015, 27: 095002.
doi: 10.11884/HPLPB201527.095002
摘要:
绝缘体真空沿面闪络成为制约脉冲功率技术高电压、大电流和小型化发展应用的主要因素之一。在PTS装置的真空环境中，绝缘材料在受到软X射线辐照的情况下，其绝缘性能受到很大影响。因此为了提高PTS中交联聚苯乙烯的绝缘性能，同时更深刻地认识沿面闪络的机理，通过研究软X射线对于交联聚苯乙烯的辐照作用，观测到了不同辐照次数对于沿面闪络性能的影响。实验表明：未受到辐照的样品其真空沿面闪络性能高于软X射线辐照过的样品，而受14次钨丝阵辐照的样品其真空沿面闪络性能略高于受2次铝丝阵辐照的样品。同时，从软X射线对于绝缘体表面的辐照机理很好地解释了这种实验现象。
绝缘体真空沿面闪络成为制约脉冲功率技术高电压、大电流和小型化发展应用的主要因素之一。在PTS装置的真空环境中，绝缘材料在受到软X射线辐照的情况下，其绝缘性能受到很大影响。因此为了提高PTS中交联聚苯乙烯的绝缘性能，同时更深刻地认识沿面闪络的机理，通过研究软X射线对于交联聚苯乙烯的辐照作用，观测到了不同辐照次数对于沿面闪络性能的影响。实验表明：未受到辐照的样品其真空沿面闪络性能高于软X射线辐照过的样品，而受14次钨丝阵辐照的样品其真空沿面闪络性能略高于受2次铝丝阵辐照的样品。同时，从软X射线对于绝缘体表面的辐照机理很好地解释了这种实验现象。
2015, 27: 095003.
doi: 10.11884/HPLPB201527.095003
摘要:
选用雪崩三极管作为开关器件，详细讨论了设计和优化Marx电路的方法；将Marx电路进行模块化改进，设计了一种新型四路同步叠加立体结构，并得出了叠加倍数与模块数量的理论关系式。最终，利用+300 V直流电源供电，通过四路输出幅值为-2.6 kV的Marx模块叠加，在50 阻性负载上得到了幅值-5.0 kV、半高脉宽5.3 ns、脉冲能量约2.0 mJ的高斯型脉冲，时延抖动小于100 ps，重复频率达10 kHz，叠加效率达96.2%。调节直流偏置电压为200~300 V，并配合模块数量的增减，可调节脉冲幅值为1.6~5.0 kV。
选用雪崩三极管作为开关器件，详细讨论了设计和优化Marx电路的方法；将Marx电路进行模块化改进，设计了一种新型四路同步叠加立体结构，并得出了叠加倍数与模块数量的理论关系式。最终，利用+300 V直流电源供电，通过四路输出幅值为-2.6 kV的Marx模块叠加，在50 阻性负载上得到了幅值-5.0 kV、半高脉宽5.3 ns、脉冲能量约2.0 mJ的高斯型脉冲，时延抖动小于100 ps，重复频率达10 kHz，叠加效率达96.2%。调节直流偏置电压为200~300 V，并配合模块数量的增减，可调节脉冲幅值为1.6~5.0 kV。
2015, 27: 095004.
doi: 10.11884/HPLPB201527.095004
摘要:
针对等离子体特定领域的应用需求,研制了一种基于上位机监控且具有手动/自动控制功能的脉冲电源。详细介绍了脉冲电源主电路、检测电路、驱动电路、数字脉宽调制（DPWM）产生模块以及脉冲变压器的设计方法。该电源采用现场可编程门阵列（FPGA）作为主控芯片,产生DPWM信号及继电器控制信号,经驱动电路放大后驱动逆变全桥及继电器。设计了过温和短路保护电路,通过DS18B20温度传感器和QBC10PS5霍尔电流传感器对电源模块的工作温度和电流进行实时采样。实际应用测试表明,该电源满足设计指标要求。
针对等离子体特定领域的应用需求,研制了一种基于上位机监控且具有手动/自动控制功能的脉冲电源。详细介绍了脉冲电源主电路、检测电路、驱动电路、数字脉宽调制（DPWM）产生模块以及脉冲变压器的设计方法。该电源采用现场可编程门阵列（FPGA）作为主控芯片,产生DPWM信号及继电器控制信号,经驱动电路放大后驱动逆变全桥及继电器。设计了过温和短路保护电路,通过DS18B20温度传感器和QBC10PS5霍尔电流传感器对电源模块的工作温度和电流进行实时采样。实际应用测试表明,该电源满足设计指标要求。
2015, 27: 095005.
doi: 10.11884/HPLPB201527.095005
摘要:
为了深入研究杆箍缩二极管的物理性能，采用蒙特卡罗方法对中国工程物理研究院流体物理研究所1.2 MV天蝎X光机的杆箍缩二极管进行模拟研究，包括PIC模拟和光电子输运模拟。着重分析了杆箍缩二极管结构参数与阻抗及出光剂量等的关系，发现阻抗和出光剂量与阴阳极半径比正相关，而出光剂量和杆探出长度正相关。提出一种阻止阴极盘后表面发射电子的设想，有望显著提高X射线辐射剂量。
为了深入研究杆箍缩二极管的物理性能，采用蒙特卡罗方法对中国工程物理研究院流体物理研究所1.2 MV天蝎X光机的杆箍缩二极管进行模拟研究，包括PIC模拟和光电子输运模拟。着重分析了杆箍缩二极管结构参数与阻抗及出光剂量等的关系，发现阻抗和出光剂量与阴阳极半径比正相关，而出光剂量和杆探出长度正相关。提出一种阻止阴极盘后表面发射电子的设想，有望显著提高X射线辐射剂量。
2015, 27: 095006.
doi: 10.11884/HPLPB201527.095006
摘要:
设计制作了一台大功率高压恒流充电源。该电源采用全桥串联谐振恒流充电拓扑结构,实现了0～30 kV范围内输出可调,设计最大平均充电功率5 kW。简要分析了电路的工作过程,给出了电路参数设计方法和设计实例,并进行了电路仿真和初步实验研究。实验中,使用该电源对18 F电容实现了30 kV,0.1 Hz重频充电,充电功率约1.35 kW,目前电源已累计充放电万余次,运行稳定可靠。
设计制作了一台大功率高压恒流充电源。该电源采用全桥串联谐振恒流充电拓扑结构,实现了0～30 kV范围内输出可调,设计最大平均充电功率5 kW。简要分析了电路的工作过程,给出了电路参数设计方法和设计实例,并进行了电路仿真和初步实验研究。实验中,使用该电源对18 F电容实现了30 kV,0.1 Hz重频充电,充电功率约1.35 kW,目前电源已累计充放电万余次,运行稳定可靠。
2015, 27: 095007.
doi: 10.11884/HPLPB201527.095007
摘要:
为了实现被动电磁装甲对射流产生更加充分的破坏作用，减小装甲结构设计对射流参数的依赖性，提出了多层板结构被动电磁装甲。通过对多层板装甲等效电路的分析可知，在射流电阻占系统电阻主导的情况下，随着装甲板层数的增加，通过射流和装甲板的脉冲电流将大大提高。同时对多层装甲板电感计算可知，多层装甲板能够有效减小系统电感。通过对射流在多层装甲板间运动规律的分析，建立了脉冲电流对射流作用的数学模型，通过数值计算可知多层装甲板结构能有效减小射流头部和尾部的有效侵彻长度，并增加脉冲电流对射流的作用时间。
为了实现被动电磁装甲对射流产生更加充分的破坏作用，减小装甲结构设计对射流参数的依赖性，提出了多层板结构被动电磁装甲。通过对多层板装甲等效电路的分析可知，在射流电阻占系统电阻主导的情况下，随着装甲板层数的增加，通过射流和装甲板的脉冲电流将大大提高。同时对多层装甲板电感计算可知，多层装甲板能够有效减小系统电感。通过对射流在多层装甲板间运动规律的分析，建立了脉冲电流对射流作用的数学模型，通过数值计算可知多层装甲板结构能有效减小射流头部和尾部的有效侵彻长度，并增加脉冲电流对射流的作用时间。
2015, 27: 095101.
doi: 10.11884/HPLPB201527.095101
摘要:
切割磁铁作为同步加速器注入引出的关键部件之一，对磁场及切割板结构都有严格的要求。介绍了兰州重离子治癌装置(HIMM)同步加速器切割磁铁的设计情况，基于磁场优化软件OPERA，对切割磁铁磁场均匀度及杂散场的分布进行了详细的分析。根据磁场要求优化结构设计，完成了磁铁的加工。磁场测量结果分析显示，有效场区范围内磁场均匀度优于设计结果。同时通过对磁铁端部屏蔽处理，在环内侧管道处杂散磁场降到2 mT以内，满足物理设计要求。
切割磁铁作为同步加速器注入引出的关键部件之一，对磁场及切割板结构都有严格的要求。介绍了兰州重离子治癌装置(HIMM)同步加速器切割磁铁的设计情况，基于磁场优化软件OPERA，对切割磁铁磁场均匀度及杂散场的分布进行了详细的分析。根据磁场要求优化结构设计，完成了磁铁的加工。磁场测量结果分析显示，有效场区范围内磁场均匀度优于设计结果。同时通过对磁铁端部屏蔽处理，在环内侧管道处杂散磁场降到2 mT以内，满足物理设计要求。
2015, 27: 095102.
doi: 10.11884/HPLPB201527.095102
摘要:
振动线准直技术是为了满足新一代同步辐射光源对超低发射度的要求而正在研究的准直技术。新光源要求磁铁具有极高的准直精度，同一支架上的磁铁间准直精度要求小于30 m。介绍了高能同步辐射光源验证装置振动线准直系统的设计，描述了振动线准直系统的具体机械结构方案、电路结构方案和运动控制与数据采集方案等。
振动线准直技术是为了满足新一代同步辐射光源对超低发射度的要求而正在研究的准直技术。新光源要求磁铁具有极高的准直精度，同一支架上的磁铁间准直精度要求小于30 m。介绍了高能同步辐射光源验证装置振动线准直系统的设计，描述了振动线准直系统的具体机械结构方案、电路结构方案和运动控制与数据采集方案等。
2015, 27: 095103.
doi: 10.11884/HPLPB201527.095103
摘要:
中国工程物理研究院紧凑型自由电子激光太赫兹源装置采用了两路微波独立调谐热阴极微波电子枪作为注入器，一路由首腔馈入激励首腔和实现阴极表面建场并引出电子，另一路由后续腔馈入并通过腔间耦合激励各腔，两路微波互不耦合。对于这种微波激励方式，微波电子枪首腔的电场相位和幅度在实验中均可调节，因此可以通过实验研究来优化微波电子枪的工作参数，从而减小热阴极微波电子枪的电子反轰效应，提高束流品质。介绍了该热阴极微波电子枪热测实验研究的最新结果，通过BCT测得微波电子枪出口处束流强度超过400 mA，电子反轰效应随着首腔电场的相位和幅度调节发生显著变化，这些指标和实验现象与理论研究结果较为吻合。
中国工程物理研究院紧凑型自由电子激光太赫兹源装置采用了两路微波独立调谐热阴极微波电子枪作为注入器，一路由首腔馈入激励首腔和实现阴极表面建场并引出电子，另一路由后续腔馈入并通过腔间耦合激励各腔，两路微波互不耦合。对于这种微波激励方式，微波电子枪首腔的电场相位和幅度在实验中均可调节，因此可以通过实验研究来优化微波电子枪的工作参数，从而减小热阴极微波电子枪的电子反轰效应，提高束流品质。介绍了该热阴极微波电子枪热测实验研究的最新结果，通过BCT测得微波电子枪出口处束流强度超过400 mA，电子反轰效应随着首腔电场的相位和幅度调节发生显著变化，这些指标和实验现象与理论研究结果较为吻合。
2015, 27: 095104.
doi: 10.11884/HPLPB201527.095104
摘要:
选用4616V4型四极电子管，单管输出350 kW，采用两路并行放大链路，设计了一套输出功率350 kW2的大功率电子管功率源系统。基于四极电子管的恒流特性曲线及实验数据，拟合输出功率与阳极电压、输入功率的关系曲线，利用Origin软件拟合函数，建立数学模型，并利用闭环比例-积分(PI)反馈控制，稳定输出电压，通过Simulink仿真探寻最佳工作点，较低的阳极电压以及近饱和的输入功率既能有效增大工作频率，又能满足高功率输出的要求，仿真结果与实际联机调试数据对比，误差低于5%，根据仿真数据得到的结论与13点分析法一致，可以有效指导探寻最佳工作点。
选用4616V4型四极电子管，单管输出350 kW，采用两路并行放大链路，设计了一套输出功率350 kW2的大功率电子管功率源系统。基于四极电子管的恒流特性曲线及实验数据，拟合输出功率与阳极电压、输入功率的关系曲线，利用Origin软件拟合函数，建立数学模型，并利用闭环比例-积分(PI)反馈控制，稳定输出电压，通过Simulink仿真探寻最佳工作点，较低的阳极电压以及近饱和的输入功率既能有效增大工作频率，又能满足高功率输出的要求，仿真结果与实际联机调试数据对比，误差低于5%，根据仿真数据得到的结论与13点分析法一致，可以有效指导探寻最佳工作点。
2015, 27: 096001.
doi: 10.11884/HPLPB201527.096001
摘要:
固态氚增殖包层是聚变堆及聚变-裂变混合堆产氚包层的重要候选结构之一，其球床通道内载气流动特性将影响氚提取效率。利用离散元方法（DEM）生成随机填充增殖剂球床，通过径向孔隙率分布验证其合理性，计算流体力学（CFD）模拟计算其通道内气体流场特征。模拟得到：球床内吹扫氦气流速随孔隙率波动并随入口流速增大而均匀增大，通道内氦气流向及流速变化显著，Blake-Kozeny方程可良好预测该随机填充球床通道压降。
固态氚增殖包层是聚变堆及聚变-裂变混合堆产氚包层的重要候选结构之一，其球床通道内载气流动特性将影响氚提取效率。利用离散元方法（DEM）生成随机填充增殖剂球床，通过径向孔隙率分布验证其合理性，计算流体力学（CFD）模拟计算其通道内气体流场特征。模拟得到：球床内吹扫氦气流速随孔隙率波动并随入口流速增大而均匀增大，通道内氦气流向及流速变化显著，Blake-Kozeny方程可良好预测该随机填充球床通道压降。
2015, 27: 096002.
doi: 10.11884/HPLPB201527.096002
摘要:
缓发中子有效份额eff是反应堆动态特性的重要参数，也是相对反应性与绝对反应性之间的转换桥梁，对于以反应性作为宏观参数的检验工作具有重要意义。测量采用基于Rossi-方法的Nelson数法开展了快临界装置eff的实验研究。通过采用铅屏蔽、更薄的6Li玻璃闪烁体、脉冲幅度甄别三种措施，降低了射线对测量的影响。实验中测量了反应堆从-60 ￠到缓发临界之间的7个状态，最终测量得到eff值为0.006 66，不确定度为7.88%；与理论计算数值偏差为2.15%。测量结果与理论值符合良好，表明了测量方法的有效性。
缓发中子有效份额eff是反应堆动态特性的重要参数，也是相对反应性与绝对反应性之间的转换桥梁，对于以反应性作为宏观参数的检验工作具有重要意义。测量采用基于Rossi-方法的Nelson数法开展了快临界装置eff的实验研究。通过采用铅屏蔽、更薄的6Li玻璃闪烁体、脉冲幅度甄别三种措施，降低了射线对测量的影响。实验中测量了反应堆从-60 ￠到缓发临界之间的7个状态，最终测量得到eff值为0.006 66，不确定度为7.88%；与理论计算数值偏差为2.15%。测量结果与理论值符合良好，表明了测量方法的有效性。
2015, 27: 096003.
doi: 10.11884/HPLPB201527.096003
摘要:
压力管嵌入式燃料部件内冷却剂管道间不存在横向交混,若燃料辐照肿胀或碎片进入冷却管道内，容易引发堵流事故,造成局部冷却条件恶化,使燃料烧毁。考虑到次临界能源包层流动路径长、方向弯曲等特点,针对入口堵流事故提出一种多尺度热工模拟方法,通过RELAP5程序给计算流体力学(CFD)软件提供边界条件,对核功率密度最高的燃料部件入口处第一排单根流道部分堵塞和全部堵塞工况进行数值模拟,分析事故条件下燃料热工安全特性。结果表明：第一排单根流道部分堵塞时燃料温度仍满足安全限值,而全部堵塞时峰值温度将超过燃料相变温度限值。
压力管嵌入式燃料部件内冷却剂管道间不存在横向交混,若燃料辐照肿胀或碎片进入冷却管道内，容易引发堵流事故,造成局部冷却条件恶化,使燃料烧毁。考虑到次临界能源包层流动路径长、方向弯曲等特点,针对入口堵流事故提出一种多尺度热工模拟方法,通过RELAP5程序给计算流体力学(CFD)软件提供边界条件,对核功率密度最高的燃料部件入口处第一排单根流道部分堵塞和全部堵塞工况进行数值模拟,分析事故条件下燃料热工安全特性。结果表明：第一排单根流道部分堵塞时燃料温度仍满足安全限值,而全部堵塞时峰值温度将超过燃料相变温度限值。
2015, 27: 099001.
doi: 10.11884/HPLPB201527.099001
摘要:
石墨烯拥有许多优异的性能，这些性能使石墨烯有望成为金属基复合材料的理想增强相。采用激光烧结的方法制备了石墨烯-铜纳米复合材料。X射线衍射（XRD）和Raman光谱测试结果表明，石墨烯存在于激光烧结所制备的纳米复合材料中。显微硬度测试结果显示，石墨烯的添加使得石墨烯-铜纳米复合材料的硬度比激光烧结纯铜的硬度提高了约22%。用电化学极化法研究了激光烧结的石墨烯-铜纳米复合材料和纯铜在3.5%（质量分数）NaCl 溶液中的腐蚀行为，石墨烯-铜纳米复合材料的腐蚀电位比激光烧结纯铜的腐蚀电位略有降低，腐蚀电流也有所降低，说明其耐腐蚀性能较激光烧结纯铜略好。
石墨烯拥有许多优异的性能，这些性能使石墨烯有望成为金属基复合材料的理想增强相。采用激光烧结的方法制备了石墨烯-铜纳米复合材料。X射线衍射（XRD）和Raman光谱测试结果表明，石墨烯存在于激光烧结所制备的纳米复合材料中。显微硬度测试结果显示，石墨烯的添加使得石墨烯-铜纳米复合材料的硬度比激光烧结纯铜的硬度提高了约22%。用电化学极化法研究了激光烧结的石墨烯-铜纳米复合材料和纯铜在3.5%（质量分数）NaCl 溶液中的腐蚀行为，石墨烯-铜纳米复合材料的腐蚀电位比激光烧结纯铜的腐蚀电位略有降低，腐蚀电流也有所降低，说明其耐腐蚀性能较激光烧结纯铜略好。
2015, 27: 099002.
doi: 10.11884/HPLPB201527.099002
摘要:
电站锅炉燃用准东煤后存在的严重结渣、积灰等问题跟煤中高含量的碱金属（Na，K）有关。采用化学方法对准东煤进行处理以制取一定碱金属含量范围的煤样本，采用激光诱导击穿光谱（LIBS）技术对准东煤的Na，K含量进行定标与预测。结果表明：LIBS技术对Na，K元素的测量具有较高的灵敏度、较低的检测极限和较小的预测误差均方根（RMSEP）。尽管元素含量较低时，LIBS测量数据的相对标准偏差（RSD）较大，但当元素含量达到一定值后，其RSD趋于稳定，通过大量的重复测量可以保证测量的正确性。由于LIBS技术本身有快速同位测量的优点，因此LIBS可以作为在线测量煤中碱金属含量的一种手段。 :
电站锅炉燃用准东煤后存在的严重结渣、积灰等问题跟煤中高含量的碱金属（Na，K）有关。采用化学方法对准东煤进行处理以制取一定碱金属含量范围的煤样本，采用激光诱导击穿光谱（LIBS）技术对准东煤的Na，K含量进行定标与预测。结果表明：LIBS技术对Na，K元素的测量具有较高的灵敏度、较低的检测极限和较小的预测误差均方根（RMSEP）。尽管元素含量较低时，LIBS测量数据的相对标准偏差（RSD）较大，但当元素含量达到一定值后，其RSD趋于稳定，通过大量的重复测量可以保证测量的正确性。由于LIBS技术本身有快速同位测量的优点，因此LIBS可以作为在线测量煤中碱金属含量的一种手段。 :
2015, 27: 099003.
doi: 10.11884/HPLPB201527.099003
摘要:
为研究微烧蚀状态下圆形光斑斜入射时激光超声声场的指向性，使用脉冲激光辐照半圆柱形铝质工件表面，并使用压电探头和电磁超声探头分别接收纵波和横波信号。根据速度参数确定了超声信号的类型，提取了信号的峰-峰值，并绘制出声场指向性曲线。通过分析获得以下结论：激光斜入射角度在0~60范围内变化时，纵波声场的声束轴线方向保持不变，且与工件内法线平行；另外，横波声场的峰-峰值仍然在35的方向上取最大值，但是横波指向图形的主瓣易受激光入射方向的影响，当倾斜角度大于等于45时，横波主瓣的范围变得较宽。
为研究微烧蚀状态下圆形光斑斜入射时激光超声声场的指向性，使用脉冲激光辐照半圆柱形铝质工件表面，并使用压电探头和电磁超声探头分别接收纵波和横波信号。根据速度参数确定了超声信号的类型，提取了信号的峰-峰值，并绘制出声场指向性曲线。通过分析获得以下结论：激光斜入射角度在0~60范围内变化时，纵波声场的声束轴线方向保持不变，且与工件内法线平行；另外，横波声场的峰-峰值仍然在35的方向上取最大值，但是横波指向图形的主瓣易受激光入射方向的影响，当倾斜角度大于等于45时，横波主瓣的范围变得较宽。
