优先发表

优先发表栏目展示本刊经同行评议确定正式录用的文章,这些文章目前处在编校过程,尚未确定卷期及页码,但可以根据DOI进行引用。
显示方式:
高功率微波技术
电子设备电磁辐射敏感度测试相关问题研究
潘晓东, 魏光辉, 万浩江, 卢新福, 赵凯
, doi: 10.11884/HPLPB202032.200088
摘要:
针对部分电子设备通过国军标所规定的电磁兼容试验考核后,在实际训练、作战使用过程中仍存在电磁不兼容等现实问题,在对现行标准中的技术要求和测试方法进行系统分析的基础上,结合研究团队近几年在电子信息装备电磁环境效应研究方面的技术积累,探讨了测试过程中未寻找受试设备敏感接收方向、带内频点电磁辐射敏感度测试缺失以及多辐射源共同作用导致受试设备敏感度阈值显著降低等几个方面对电子信息装备电磁辐射敏感度测试结果的影响,在此基础上给出了解决上述相关问题的措施和建议,探讨了强场电磁辐射效应试验技术及电子设备复杂电磁环境适应性评估技术的发展趋势。
脉冲功率技术
基于LCC-LC谐振变换器的高压储能电源研究
钱黎涛, 王德玉, 于建萍, 赵清林
, doi: 10.11884/HPLPB202032.200074
摘要:
针对脉冲等离子体推力器(PPT)高压储能电容充电这一应用背景,研究了一种新型LCC-LC谐振变换器。该变换器在保留了LCC谐振网络基本特性的同时,引入了零增益点,使谐振变换器具有负载短路保护和缓启动功能,且相比于LCC谐振变换器的工作频率调整范围更窄,有利于磁集成和功率密度的提升。利用基波分析法和阻抗分析法分析了高阶LCC-LC谐振腔的特性,并基于此进行工作区间划分,确保LCC-LC谐振变换器宽负载范围内实现软开关;针对LCC-LC谐振变换器的高效运行,给出了一整套参数优化设计方法。最后,通过仿真和1 kW的原理样机实验数据,对所研究的变换器各项功能进行了验证。
氮离子注入对聚四氟乙烯表面电荷积聚和消散特性的影响
刘畅, 宋法伦, 朱明冬, 李春霞, 张北镇, 李飞, 王淦平, 龚海涛, 甘延青, 金晓
, doi: 10.11884/HPLPB202032.200045
摘要:
为了抑制聚四氟乙烯材料表面电荷积聚,采用射频产生氮等离子体对其表面进行等离子体浸没离子注入以改善其表面性能。对注入前后的聚四氟乙烯材料样品进行了X射线光电子能谱分析(XPS)、傅立叶红外光谱测试(FTIR)、水接触角测量、表面电阻率测量以及表面电位衰减测量,并基于等温表面电位衰减理论对其表面陷阱能级和密度分布进行了计算,以分析聚四氟乙烯样品经离子注入处理后其表面成分和物理性能的变化,并研究了这些变化对聚四氟乙烯样品表面电荷积聚和消散特性的影响。结果表明:氮离子注入后,聚四氟乙烯材料表面化学成分的主要变化是自身分子结构的破坏和转化,部分CF2结构转变为CF和CF3结构,导致样品表面陷阱能级变浅;水接触角升至140°左右,比未处理样品上升了约27°,表面电阻率降至3×1015 Ω,比未处理样品下降了两个数量级;表面电晕放电1 min后,经氮离子注入处理的聚四氟乙烯材料表面积聚电荷量减少,消散速度加快,这是因为表面陷阱能级变浅有利于表面电荷脱陷,同时表面电阻率降低也促进了表面电荷沿面传导的消散过程,聚四氟乙烯样品表面陷阱能级分布曲线也证实了这一论点。
金属表面镀高分子膜对真空击穿阈值的影响
胡祥刚, 苏建仓, 张瑜, 朱晓欣, 李小泽, 谭维兵, 张立刚
, doi: 10.11884/HPLPB202032.190439
摘要:
探索提高金属表面真空击穿阈值的方法,对脉冲功率技术的发展和应用具有重要意义。在金属表面电子发射理论分析的基础上,采用有限元法计算阴极杆表面电场随二极管电压的变化规律,设计了实验系统,并开展了实验研究。实验对比了在脉宽约30 ns、阴极杆与阳极筒间隙12 mm时,钛合金TC4阴极杆在不同种类高分子膜(膜厚30~60 μm)下真空击穿阈值的变化情况。在表面粗糙度Rz(轮廓最大高度)为0.8 μm的TC4阴极杆表面分别镀环氧树脂膜和丙烯酸膜,实验结果表明,镀丙烯酸膜阴极杆的击穿阈值约505 kV/cm,相对于不镀膜阴极杆,击穿场强提高了约20.6%;在表面粗糙度Rz为0.2 μm的TC4阴极杆表面分别镀聚酰亚胺膜和聚醚醚酮膜,实验结果表明,镀聚酰亚胺膜阴极杆的击穿阈值为584 kV/cm,相对于不镀膜阴极杆,击穿场强提高了约28.1%。因此,在金属表面镀丙烯酸膜、聚酰亚胺膜可以有效提高金属表面的真空击穿阈值。
邻近电感互耦的准方波脉冲形成网络设计
王传伟, 李洪涛
, doi: 10.11884/HPLPB202032.190429
摘要:
针对小型化紧凑型脉冲源的应用需求,开展了电感存在互耦的准方波脉冲形成网络设计技术研究。首先介绍了基于坐标轮换-直接搜索法的准方波脉冲形成网络优化技术研究,获得了网络元件的电感、电容值以及准方波的解析表达式;然后推导了邻近电感互耦网络的等效去耦电路解算方法,基于回溯法,最终给出了全网络各元件值的求解算法;最后分别针对等电容情形及规定电容的情形,求解给出了网络元件参数值。算例结果表明:电感存在互耦的准方波脉冲形成网络可获得较理想的准方波脉冲输出。基于互耦电感的巧妙设计,有利于实现紧凑型准方波脉冲形成网络的设计。
粒子束及加速器技术
储存环逐束团相位测量系统信号处理算法优化
周逸媚, 冷用斌, 许兴懿, 高波, 曹珊珊
, doi: 10.11884/HPLPB202032.200033
摘要:
为了进一步提高相位测量精度,上海光源束测组在原有逐束团相位测量系统基础上,提出了一种新的信号处理方式——相关函数法。此方法无需对原始束流信号进行低通滤波,通过直接在时域对示波器全部采样点进行模式匹配来计算逐束团相位,其优势在于数据处理仅受仪器带宽限制,可以保留更多的高次谐波信号。研究结果表明,新方法可避免低通滤波带来的束团间信号串扰问题,降低信号反射带来的系统测量误差。主成分分析法被用来评估相位测量分辨率,电荷量越大,分辨率越好。束团间精确的相位依赖关系还可用于储存环束流尾场及阻抗的分析。
BEPCII直线加速器数字延时触发器的设计与实现
杨静, 曹建社, 杜垚垚, 汪林, 马宇飞, 张醒儿, 叶强, 麻惠洲, 魏书军, 岳军会, 随艳峰
, doi: 10.11884/HPLPB202032.200018
摘要:
针对北京正负电子对撞机II期(BEPC II)直线加速器升级改造过程中束流位置探测器(BPM)电子学对外部触发信号的需求,设计了一台高精度延时控制、上升时间短和参数灵活调节的数字延时触发器。采用FPGA(现场可编程门阵列)作为主控制器展开设计,重点介绍了基于FPGA的边沿检测模块和多通道延时处理模块的设计与仿真,描述了FPGA和驱动电路的设计方案以及在直线加速器上的应用。经测试,延时可调范围4 ns~4 μs,最小步进4 ns,步进误差0.125%;上升时间2 ns,延时抖动135.4 ps。
强激光物理与技术
开式单喷嘴喷雾冷却均匀性实验研究
杨春光, 张浩, 刘军
, doi: 10.11884/HPLPB202032.200021
摘要:
针对高热流密度激光介质高效散热与均匀冷却技术需求,设计并搭建了以去离子水为冷却工质的开式单喷嘴喷雾冷却实验平台,实验研究获得了不同热流密度(16~110 W/cm2)、不同冷却工质流量(200~300 mL/min)以及不同喷雾高度(15~25 mm)下单相喷雾冷却换热系数及其冷却均匀性效果。结果表明:该实验工况下,不同热流密度条件下喷雾高度及工质流量对于单相喷雾冷却换热效率及温度均匀性影响显著;喷雾高度15 mm、工质流量200 mL/min时获得最大对流换热系数为5.93 W/(cm2·K);喷雾高度15 mm、工质流量250 mL/min时面积20 mm×20 mm的热源表面温度均匀性最佳可优于0.6 ℃。
可模拟不同背压环境的直排型扩压器装置
李金雪, 颜飞雪, 王植杰
, doi: 10.11884/HPLPB202032.190474
摘要:
为了研究直排型扩压器的压力恢复能力,设计了一套可模拟不同背压环境的扩压器装置。在扩压器平直段后接入电动闸板阀,通过调节气流的流通面积模拟不同的背压环境。考虑到闸板阀前平直段对扩压器工作性能的影响,建立了扩压器流场的仿真分析模型,得到了加入闸板阀的扩压器装置的流场,进行了扩压器平直段的优化设计,并开展了验证试验。结果表明,仿真分析与实验结果符合得较好,平直段设计合理时,采用闸板阀模拟不同背压环境的方式是可行的,直排型扩压器的恢复压力测试结果稳定可靠。
基于光束填充的多单管半导体激光器光纤耦合
杨逸飞, 秦文斌, 刘友强, 赵帆, 李景, 赵明, 兰天, 王智勇
, doi: 10.11884/HPLPB202032.200007
摘要:
为了进一步提高多单管半导体激光器的输出功率,通过对常见的阶梯型多单管半导体阵列进行分析,提出在光斑尺寸较小的慢轴方向对光束进行填充,在同样的耦合条件下,使更多的激光能量耦合进光纤中,实现更高功率的输出。文中使用光参数积作为评价光束质量的指标,论证了慢轴光束填充的可行性,利用ZEMAX仿真软件对8路常见阶梯型多单管半导体阵列和12路填充阵列进行对比仿真,在不影响耦合效率的前提下,实现了将12路波长为860 nm、输出功率3 W的单管半导体激光器耦合进芯径105 μm、数值孔径0.22的光纤中,光纤输出功率为33.4 W,光纤耦合效率为92.78%。仿真结果表明,对慢轴方向进行光束填充可以在一定程度上提高多单管半导体激光的功率输出。
退火对EBE、IBS和ALD沉积HfO2薄膜的抗激光损伤性能影响
刘浩, 马平, 蒲云体, 赵祖珍
, doi: 10.11884/HPLPB202032.200006
摘要:
结合自身实验条件采用电子束蒸发(EBE)、离子束溅射(IBS)和原子层沉积(ALD)三种工艺制备了HfO2薄膜,对其进行退火实验,采用1 064 nm Nd: YAG激光测定了即时沉积和退火后各HfO2薄膜的抗激光损伤能力。研究发现,ALD HfO2薄膜的激光损伤阈值最高,EBE HfO2薄膜次之,IBS HfO2薄膜的损伤阈值最低;300 ℃退火对各工艺薄膜抗激光损伤能力的影响均为负面,500 ℃退火则会显著降低ALD HfO2薄膜的抗激光损伤能力。