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2007年  19卷  第11期

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脉冲功率技术
10 kV等离子体表面改性高压脉冲电源
巩春志, 田修波, 曹珍恩, 朱宗涛, 杨士勤
2007, 19.
摘要:
研制的10 kV高压脉冲电源采用脉冲单元叠加技术,将12组相互独立的各脉冲单元模块串联起来,采用同步驱动技术,实现了10 kV的高压脉冲输出。可通过增减脉冲单元的数量,满足不同输出电压的需要,实现了模块化设计。该电源的性能指标为:脉冲电压幅值0.1~10.0 kV,脉冲频率0.2~2.0 kHz,脉冲占空比5%~30% ,脉冲电流幅值20 A,脉冲功率200 kW。试验结果表明:在等离子体负载条件下电源运行稳定、可靠。
折叠型平板Blumlein线的特征阻抗
欧阳佳, 刘永贵, 刘静, 刘金亮, 王明星, 冯加怀
2007, 19.
摘要:
计算了折叠型平板Blumlein线平板部分的特征阻抗;对折叠部分的特征阻抗,采用基于单位长度电感和电容概念的方法进行了理论分析,并基于等效能量概念进行了数值计算,两种方法计算得到的特征阻抗值基本一致,而且与平板部分的阻抗值相差不大。使用电磁场模拟软件计算模拟了不同折叠内半径的折叠部分的电场分布,从而确定了最佳折叠半径;采用等效电路分析方法对匹配负载上得到的电压电流波形进行了模拟。设计并制作了折叠半径为10 mm,耐压500 kV,延时100 ns,特征阻抗为4.773 Ω的折叠型平板Blumlein线。在二极管匹配负载上得到幅值为500 kV,脉宽100 ns的电压波形和幅值为50 kA的实验电流波形。结果表明平板部分和折叠部分的特征阻抗的差值对实验波形几乎没有影响。
4 MV激光触发多级多通道开关特性
李洪涛, 王玉娟, 丰树平, 谢卫平, 邓建军, 丁伯南
2007, 19.
摘要:
报道了4 MV激光触发多级多通道开关的结构设计和初步的实验结果及分析。该开关采用轴向聚焦触发方式,设计为匀场结构,采用场调整环与匀压环调整开关间隙电场分布,电极-绝缘子序列采用堆栈结构替代榫接结构,独立定位、紧固。实验结果表明:4 MV激光触发多级多通道开关的自击穿电压偏差小于5%,自击穿电压与工作气压呈良好的线性关系;触发延迟时间约25 ns,极差小于±2.5 ns,抖动1.5 ns;等工作电压-气压比条件下,随着气压和工作电压的上升触发延迟时间及其抖动趋向下降。
高功率激光与光学
利用恒星测量整层大气透过率
詹杰, 郭瑞鹏, 黄宏华, 魏合理, 徐青山, 饶瑞中
2007, 19.
摘要:
介绍了利用恒星测量整层大气透过率的原理和Langley-plot定标方法。研制了整层大气透过率测量系统,系统由望远镜、增强CCD、图像采集卡等组成。利用透过率测量系统测量任意天区1~6等恒星在350~750 nm内分波段弱辐射,对仪器进行定标后计算出夜间整层大气光谱透过率。测量结果与MODTRAN模拟计算结果了比较,证明该大气透过率仪设计是合理的。
高超声速低温喷管副喷管参数化设计
雷静, 赖林, 王振国
2007, 19.
摘要:
通过对DF化学激光器高超声速低温(HYLTE)喷管副喷管流动与几何参数进行制约关系和敏感性分析,确定了能够对副喷管进行参数化设计的4个基本几何控制参数和2个调节参数,初步建立了HYLTE喷管副喷管的参数化设计方法。引入了相对未混合度作为衡量喷管混合效果的性能参数,建立了较完备的3维反应流数值模拟计算程序。结果表明:该方法选择的基本参数能够敏感地反映HYLTE喷管副喷管的尺寸特征和关键性能。
短脉冲激光辐照下SiO2损伤微观机理简化模型
胡鹏, 陈发良
2007, 19.
摘要:
从电子密度速率方程出发,建立短脉冲激光辐照下SiO2材料中导带电子增长简化模型,计算了SiO2中光致电离速率和电子雪崩速率,得到SiO2激光损伤阈值与脉冲宽度的关系,计算分析了光致电离和碰撞电离两种电离机制在导带电子累积过程中的不同作用。结果表明:脉冲较长,碰撞电离几乎能提供全部的导带电子,激光损伤阈值与脉宽的0.5次方成正比;脉冲较短时,导带电子主要由碰撞电离产生,光致电离提供碰撞电离的初始电子,激光损伤阈值随着脉宽的减小,先增加后减小。
双色膜V形有源镜结构的固体热容激光器输出特性
徐美健, 於海武, 段文涛, 蒋新颖, 袁晓东, 林东晖, 魏晓峰
2007, 19.
摘要:
为了避免片状布儒斯特角结构热容激光器由热退偏造成的腔内高动态损耗,采用双色膜技术研制了V形有源镜结构固体热容激光器。该激光器采用曲率半径为5 m的平凹稳定腔结构,共8片Nd:YAG介质,每片介质表面采用双色膜层设计,每2片构成一个模块,由3支氙灯提供能量,激光器由4个模块构成。在双色膜层上,泵浦光透过率大于95%,对1 064 nm光波反射率大于99.7%。在1 ms脉宽重复频率运转条件下,激光输出随时间下降并渐趋平稳;在5 ms脉宽运转时,单脉冲输出47 J,输出峰值功率达9.4 kW,与计算得到的10.11 kW的峰值输出基本相符。该振荡器的总体电光效率达到了1.2%,通过进一步优化后,具备向更高功率定标放大的潜力。
多束超高斯激光相干合成的数值模拟
赵娜, 唐淳, 谢刚, 胡浩
2007, 19.
摘要:
建立了超高斯光束的相干叠加的数学模型,对比了光束间距为1 cm、超高斯阶数为12条件下25束高斯光束相干叠加与非相干叠加时的光强分布,发现相干合成的峰值光强为非相干叠加的峰值光强的近10倍,且光束质量也得到大大提高,有利于提高能量的利用率。分析了多种条件下相干合成的光强分布特性,结果表明:随机相位差小于十分之一波长时,相位差的变化对相干合成效果影响不大;当超高斯阶数大于10时对相干合成的峰值光强影响较小;随着相干发射阵列光束间距的增大,相干合成光强迅速减小,光束质量变差。得到了传输距离分别为10 m,100 m,1 km和5 km下的光强分布,表明合成的峰值光强随着传输距离的增加而由小变大,最后随着传输距离的进一步增大而衰减。最后得到了不同传输距离处的环围功率比。
高重复频率飞秒激光对面阵CCD的干扰和破坏
郭少锋, 程湘爱, 傅喜泉, 孙运强, 王飞, 李文煜, 周玉平, 陆启生, 文双春
2007, 19.
摘要:
采用800 nm,100 fs的超短脉冲激光器对硅面阵CCD进行辐照实验,观测到饱和、串扰以及永久性损伤等多种可能造成成像器件失效的现象,特别是在激光能量较高时,发现CCD在成像时出现了黑白屏的现象。在飞秒激光器以1,10和1 000 Hz工作的条件下,分别测量了硅面阵CCD的饱和阈值、串扰阈值和破坏阈值。对破坏后的CCD器件进行了显微分析。在1 kHz工作的条件下进行了视场外干扰实验,观察到串扰和全屏饱和的现象。
侧面泵浦大功率双包层光纤激光器的双凹槽金属二元光栅
张帆, 王春灿, 耿蕊, 童治, 宁提纲
2007, 19.
摘要:
将双凹槽金属二元光栅用于侧面泵浦大功率双包层光纤激光器中,这种具有等槽深、不等线宽的双凹槽金属二元光栅可以被直接制作在双包层光纤的侧面内包层上,以实现大功率的激光泵浦。通过选择梯度优化算法(如拟牛顿算法)和微型遗传算法准确地预测出:利用这种双凹槽金属二元光栅结构能实现对TE偏振光的耦合效率为77.27%,而对TM偏振光的耦合效率为94.77%。同时,也对这种结构的制作容差和最小特征尺寸进行了分析和计算。
强非局域介质中高斯型损耗空间光孤子
王形华, 谢应茂, 王磊, 吴诗敏
2007, 19.
摘要:
利用变分法研究了1+1维傍轴高斯光束在含有小损耗的强非局域非线性介质中的传输特性,得到了光束各参量的演化方程、束宽的演化规律和一个临界功率。在介质损耗足够小的前提下,当光束初始功率等于临界功率时,得到了一个束宽随传输距离缓慢展宽的准空间光孤子——损耗空间光孤子;当光束初始功率小于临界功率时,光束束宽则按雅可比椭圆正弦函数和椭圆余弦函数作准周期展宽变化;当光束初始功率大于临界功率时,光束束宽将从按雅可比椭圆正弦函数和椭圆余弦函数作准周期压缩变化过渡到按雅可比椭圆正弦函数和椭圆余弦函数准周期展宽变化。
荧光再吸收对固体荧光制冷的影响
王晓峰, 曹丁象, 谭吉春, 周沐, 杜少军, 罗亦鸣
2007, 19.
摘要:
建立了荧光再吸收的蒙特卡罗计算模型,对不同尺寸的Yb3+:ZBLANP玻璃材料的荧光再吸收作用进行了数值计算,给出了由于再吸收作用引起的荧光平均波长红移与界面反射和材料尺寸的关系。对于立方体形状,当材料尺寸较小时由界面全反射引起的荧光平均波长红移量占主要部分;随着尺寸的变大,界面全反射的影响相对变小;材料尺寸在0.1~1.0 cm时,由于荧光再吸收作用导致的荧光平均波长红移量在2.6~5.0 nm范围内。随激发光波长的变化绝对制冷效率和单位长度的制冷功率均存在极大值,荧光平均波长红移使制冷效率明显下降,通过减小材料尺寸、改变材料形状等措施可减小荧光再吸收作用对激光冷却固体的不利的影响。
COIL超声速流动的水汽凝结效应数值模拟
薛社生, 李守先, 束小建
2007, 19.
摘要:
在开发的化学氧碘激光器3维化学反应流程序中增设水汽凝结功能,模拟了以氦气和氮气作稀释气体条件下,基于RADICL装置喷管中含水汽凝结的流动。模拟结果给出了水汽凝结形成的5种尺寸液滴的数密度分布及流场各物理量分布,比较了有无水汽凝结时气流的压力、温度、增益分布的变化。模拟结果发现,凝结使气流温度在靠近喉部的下游升高,增益峰值增高。
注入噪声对光纤激光器锁模启动的影响
李喆, 张伟, 赵卫, 陈国夫, 王屹山
2007, 19.
摘要:
从掺镱光纤激光器腔内的激光场出发,讨论了掺镱光纤激光器腔内的噪声信号对锁模启动的影响,并针对我们设计的8字腔超短脉冲光纤激光器进行了研究。通过对激光器腔内锁模过程的分析发现:在泵浦功率为214.75 mW时,自行研制的8字形腔掺Yb3+光纤激光器在未注入噪声信号时,输出端在30~50 s内获得稳定的锁模脉冲激光输出;在腔内注入脉宽30 ns,频率10 kHz,平均功率0.2 mW的脉冲噪声后,输出端在1~2 s内获得同样稳定的锁模脉冲激光输出。实验结果表明,注入激光器谐振腔内一定的噪声信号,可加速锁模的启动。
三点式氧碘化学激光器光腔准直技术
熊木地, 贾思楠, 张增宝, 邹晓杰
2007, 19.
摘要:
提出三点式动态准直法,并以此设计具有自动校准功能的光腔自准直系统,提高了氧碘化学激光器的光束质量。该系统采用位置传感器作为光束位置检测元件,压电陶瓷作为动态调整元件,建立三输入三输出的耦合模型,利用多变量自适应闭环解耦控制法,实现准直系统的高速动态调整,实现了光腔准直,提高了光束质量。经初步实验验证,该系统准直范围可达4 mrad,精度为5 mrad,响应频率达20 Hz,满足氧碘化学激光器对光腔准直系统的要求。
外部流场对激光加热运动目标影响的数值模拟
张健, 黄晨光
2007, 19.
摘要:
考虑激光与运动目标相互作用的基础上,利用有限元方法分析了亚声速条件下运动目标在激光辐照全过程的温度场和热应力场的分布与演化规律。结果表明:高速流场的存在,导致了明显的冷却效应;加热过程中目标材料出现了屈服,导致激光熄灭后结构内出现残余应力和变形;激光辐照区边缘产生很高的温度梯度和应力梯度,并且由于气流影响,受辐照区域前后两端应力分布不对称。
ICF与激光等离子体
双端泵浦的高功率掺Yb3+双包层光纤激光器
许党朋, 李明中, 隋展, 林宏奂, 王建军, 张锐, 卢振华, 车雅良, 黄小东
2007, 19.
摘要:
分析了Yb3+的能级结构、光谱特性以及激光发射特性。实验研究了中心波长为1 100 nm、输出功率为61.6W、斜率效率为55%的高功率掺Yb3+双包层光纤激光器。采用了两个中心波长在915 nm的高功率激光二极管分别从光纤的两端将泵浦光耦合进入光纤,采用45°对波长在(1 100±10) nm的激光高反,对波长在(915±10) nm的泵浦光高透的双色镜将激光输出,实验发现了掺Yb3+双包层光纤的合作发光效应。理论分析表明,掺Yb3+双包层光纤中合作发光效应是由Yb3+对在激光产生过程中的吸收与发射引起的。
丝阵Z箍缩实验1维X光辐射功率分布
李林波, 杨建伦, 钟耀华, 宁家敏
2007, 19.
摘要:
在Angara-5-1联合实验中,利用条纹像机和光纤阵列实现时间分辨和1维空间分辨,得到了丝阵条纹像,观察到丝阵负载箍缩区X光辐射的1维轴向空间分布信息随时间的演化过程,考察了内爆的同步性和均匀性。通过对比不同结构负载内爆等离子体X光1维时空分布信息,发现由于内层等离子体对磁流体瑞利-泰勒不稳定性的抑制作用,(40+20)根双层钨丝阵比60根单层钨丝阵的内爆轴向同步性好,产生的X光辐射功率高;由于负载存在弯曲、断丝、扭曲等现象,(60+30)根双层钨丝阵比90根单层钨丝阵的轴向同步优势不明显;轴向同步性好与辐射功率高之间存在相关性;辐射波形前沿较快时,X光功率较高。
邻苯二钾酸氢铊晶体积分衍射效率的标定
甘新式, 杨家敏, 易荣清, 张继彦, 赵屹东, 赵阳, 崔明启, 邓爱红
2007, 19.
摘要:
以北京同步辐射实验室4B7中能束线为光源,在2.1~6.0 keV的范围内对邻苯二钾酸氢铊(TlAP)平面晶体一、二 、三级衍射的积分衍射效率进行了精确的实验标定。标定结果表明:TlAP晶体有较高的峰值衍射率; 其一级衍射的积分衍射效率向低能端有增加的趋势,而在2.6~5.4 keV的范围内大约为1.53×10-4 rad;随着衍射级次的提高,衍射效率逐渐减小,二级衍射的积分衍射效率约为一级衍射效率的1/4,三级衍射结果比一级衍射下降一个量级。实验所标定的TlAP晶体可用于平晶谱仪对激光等离子体X射线光谱的定量分析。
激光驱动冲击波在铝-金阻抗匹配靶中的传播稳定性
黄秀光, 罗平庆, 傅思祖, 舒桦, 龙滔, 吴江, 叶君建, 何钜华, 马民勋, 顾援
2007, 19.
摘要:
针对神光Ⅱ第九路激光条件,利用1维JB程序和多台阶靶技术对冲击波在铝金阻抗匹配靶中的传播稳定性进行了理论和实验研究,实验结果与理论结果基本吻合。结果表明,激光驱动冲击波在铝金阻抗匹配靶中传播时,高阻抗待测材料金中的冲击波稳定传播最大距离急剧减小。因此,在进行铝-金阻抗匹配靶物理参数设计时,应保证高阻抗材料金台阶厚度满足冲击波传播稳定性,然后再按照阻抗匹配实验中两种材料的冲击波速度比来确定低阻抗标准材料铝的台阶厚度。根据神光Ⅱ第九路激光条件,铝-金阻抗匹配靶中铝基底厚度选取为30 μm左右较好,金台阶和铝台阶厚度应分别小于10 μm和17 μm。
聚苯乙烯薄膜对自支撑锆薄膜的性能改善
曹鸿, 吴永刚, 郑秀萍, 张莉, 付联效, 焦宏飞, 彭东功, 王振华
2007, 19.
摘要:
利用直流磁控溅射方法和提拉法制备了自支撑Zr/C8H8复合滤光膜和C8H8滤光膜。用同步辐射光源测量了滤光膜对软X射线的透射率,用俄歇电子能谱分析了膜中的元素含量。结果表明,虽然C8H8薄膜的加入在一定程度上降低了Zr滤光膜在软X射线波段的透射率,但较好地阻止了存储和使用过程中氧、氮等杂质对Zr金属膜的入侵,有效地改善了滤光膜的环境稳定性;同时很好地改善了Zr滤光膜的力学性能和表面面形,使制备的成品率提高了20%。
变形镜波前补偿能力的空间频域分析
杨华峰, 刘桂林, 饶长辉, 姜文汉
2007, 19.
摘要:
利用滤波器原理从空间频域分析了连续镜面分立驱动变形镜对波前的补偿能力。将变形镜等效为一高通滤波器,通过数值计算分析了滤波器函数与驱动器密度、高斯指数、交连值等变形镜主要参数的关系,解释了参数变化对波前拟合能力的影响。结果表明:驱动器密度是波前补偿能力的决定因素,增大高斯指数和交连值一定程度上有利于低空间频率波前的补偿。应用中应该根据待补偿波前的特征正确地选择和调整变形镜参数。
物理法和化学法制备的单层ZrO2膜的激光损伤行为差异
郭袁俊, 祖小涛, 蒋晓东, 袁晓东, 徐世珍, 吕海兵, 王毕艺, 田东斌
2007, 19.
摘要:
分别采用电子束热蒸发技术和溶胶-凝胶技术在K9基片上镀制了光学厚度相近的ZrO2单层薄膜,测试了两类薄膜的激光损伤阈值。分别采用透射式光热透镜技术、椭偏仪、原子力显微镜和光学显微镜研究了两类薄膜的热吸收、孔隙率、微观表面形貌、激光辐照前薄膜的杂质和缺陷状况以及激光辐照后薄膜的损伤形貌。实验结果表明:两类薄膜的不同损伤形貌与薄膜的热吸收与微观结构有关, 物理法制备的ZrO2膜结构致密紧凑,膜层的杂质和缺陷多;化学法制备的ZrO2膜结构疏松多孔,膜层纯净杂质少,激光损伤阈值达26.9 J/cm2;因物理法制备的ZrO2膜拥有更大的热吸收(115.10×10-6)和更小的孔隙率(0.20),其激光损伤阈值较小(18.8 J/cm2),损伤主要为溅射和应力破坏,而化学法制备的ZrO2膜的损伤主要为剥层。理论上对实验结果进行了解释。
α-C:H膜表面形貌及光学性能的测试分析
刘兴华, 吴卫东, 何智兵, 袁前飞, 王红斌, 蔡从中
2007, 19.
摘要:
以H2和反式-2-丁烯(T2B)为工作气体,利用低压等离子体增强化学气相沉积法制备了α-C:H薄膜。采用原子力显微镜、扫描电镜测试了α-C:H薄膜的表面形貌,分析了实验参数对其形貌的影响。研究表明:固定压强(15 Pa),当T2B/H2流量比为4时,薄膜均方根粗糙度可达0.97 nm。保持T2B/H2流量比固定,增加工作气压,薄膜均方根粗糙度减小,表面更平整、致密。利用傅里叶变换红外光谱仪对薄膜价键结构进行分析,结果表明:α-C:H薄膜中主要存在sp3C—H键,氢含量较高;T2B/H2流量比越低,薄膜中含有更多的C=C键。应用UV-VIS光谱仪,获得了波长在200~1 100 nm范围内薄膜的光吸收特性,α-C:H薄膜透过率可达98%,计算得到的折射率在1.16~1.40。随工作气压的增加,α-C:H薄膜中sp3杂化键增多,透过率、折射率增大。
ICF内爆压缩X光成像过程数值模拟
高耀明, 吕信, 李沄生, 李蒙
2007, 19.
摘要:
基于定态局域热动平衡辐射输运方程求解和光线追踪方法,编制了X光成像后处理程序,能够数值再现ICF内爆压缩X光成像过程。将该程序用于神光Ⅱ装置间接驱动内爆物理的理论设计和实验数据分析。模拟结果表明:燃料区压缩后的尺寸、燃料区掺Ar和内壳层涂S两元素特征谱线发光时序及发光持续时间等过程,后处理方法结果与诊断测量数据基本符合。
高功率微波
S波段磁绝缘线振荡器的数值模拟
王冬, 范植开, 陈代兵, 邓景康
2007, 19.
摘要:
设计了一种阶梯阴极型S波段磁绝缘线振荡器,通过对其色散关系的研究,选择了合理的结构参数。通过对开放腔模型的分析,得到了磁绝缘线振荡器的谐振频率和有载品质因数。粒子模拟表明,在外加电压523 kV、束流49.7 kA时,微波输出功率4.35 GW,频率2.10 GHz,功率转换效率16.7%。
X波段高峰值功率速调管功率合成器设计
孙鹏, 丁耀根, 赵鼎
2007, 19.
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基于微波电路理论和EBMA(extended boundary condition model analysis)电磁计算方法,先后设计了一个工作在9 GHz的4合1和8合1功率合成器。功率合成器可将多个侧壁矩形波导中相同输入的TE10模电磁波在中心圆波导中以TE01模式输出,实现功率的合成。利用EBMA方法和CST软件对所设计功率合成器的传输系数进行了计算,在中心频率9 GHz处,计算结果分别为1.00和0.99,从而验证了功率合成器具有良好的功率合成效果。对于8合1功率合成器,还根据模型简化的想法,使得功率合成器加载后,对输出腔间隙阻抗的计算成为可能。
4单元矩形径向线螺旋阵列天线的理论分析和数值模拟
赵柳, 张健穹, 吴晓降, 刘庆想, 李相强, 张政权
2007, 19.
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提出了一种便于组合的矩形径向线螺旋阵列天线。介绍了该矩形阵列天线的提出背景以及工作原理,分析了L型电磁组合探针的耦合特性,设计并数值模拟了中心频率为4.0 GHz的4单元矩形径向线螺旋阵列天线。模拟结果表明:该天线易于实现单元天线激励幅度和相位的均匀性及其随频率变化的平坦性。该口径为90 mm×90 mm 的天线在中心频率4.0 GHz 下,方向性系数为12.57 dB,轴向轴比值1.55;在3.60~4.05 GHz的频率范围内方向性系数大于11.6 dB,轴比小于1.55,反射系数小于0.2。
无线电引信的超宽谱辐照效应及其防护
王韶光, 魏光辉, 陈亚洲, 毕军建, 孙永卫
2007, 19.
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探讨了超宽谱高功率微波对无线电引信的辐照效应、耦合机理和防护方法。利用超宽谱高功率微波辐照源对多姿态的无线电引信进行了辐照实验并对结果进行了分析,实验表明当引信和弹体的轴向与超宽谱高功率微波的电场极化方向一致时,引信最容易被引爆,辐照效应最明显。通过理论分析和辐照实验找出超宽谱高功率微波能量耦合机理为:引信和弹体上感应的瞬变电压通过引信电源电路传递到执行电路,瞬变电压上升率超过了电路中晶闸管的断态电压临界上升率,使晶闸管意外导通,导致引信误动作。在不影响引信工作特性前提下,采取增加防护器件和替换敏感器件的加固方法,可以提高引信抗干扰能力。采用综合防护加固方法可使引信在超宽谱高功率微波辐照下不再产生误动作,达到了防护加固的目的。
高功率微波缝隙耦合效应的试验研究
潘征, 刘其中, 李跃波, 刘锋, 杨杰
2007, 19.
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利用高功率微波源对预设的11种不同尺寸的缝隙做了耦合效应试验,得到了这11种缝隙对试验波段的一般耦合特性。试验结果表明:窄缝的耦合效应有较强的极化特性;从波长与缝隙的长度相对关系对耦合效应的影响来看,波长与缝隙的长度相当时耦合效应最强;在UWB,L,S,X几个波段内,缝隙的宽度越窄,耦合效应越弱;缝隙的深度能明显影响其耦合效应,随缝深的增加,耦合效应逐渐减弱;辐射波脉宽变化对耦合效应基本没有影响。
微波沥青路面除冰斜角辐射喇叭天线设计
杨茂辉, 赵青, 李宏福, 孙旭, 巨汉基
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为拓展微波加热的应用领域,对微波路面除冰进行了研究。为使辐射天线与沥青负载近距离达到较好匹配,改善加热区域,减少波导阵列的加热盲区,设计了矩形口径喇叭。在此基础上,还设计了带有不同倾斜角的斜角喇叭,测试了斜角喇叭天线在沥青混合料为加热负载时的驻波比,做了实际的加热对比实验。对实验结果进行了分析,得到不同斜角喇叭在沥青料加热中的性能和使用高度,发现15°斜角喇叭符合微波除冰等近距离加热要求。
肖特基二极管整流的计算与测量
黄建仁, 王秩雄, 陈绳乾, 王挺
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提出了改进型的肖特基二极管整流数理模型,用加速迭代法和四阶精度龙格-库塔法编制了计算程序,并结合实验测量得到了整流效率与输入功率、频率和负载等关系曲线:负载一定时,输入功率从零开始增大,整流效率先快速上升,然后上升趋势变缓;输入功率一定时,负载从零开始增大,整流效率先增大后减小,对于某一固定的输入功率,存在着一个最佳负载值;当输入功率和负载都相同时,降低工作频率,整流效率上升。型号为2DV10B的X波段管子在负载为525 W、输入功率为10 mW、频率为3.2 GHz时获得的整流效率为75.2%;频率为10 GHz时获得50.2%的效率,实验测量结果与理论分析一致。
圆波导梳状慢波结构的耦合阻抗
王自成, 韩沛然, 王莉, 李海强, 张世杰, 徐安玉, 郝保良, 宋培德, 戴志浩
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对目前慢波结构的模拟计算中存在的问题进行了深入分析,并提出了新的计算耦合阻抗的方法。研究了圆波导梳状慢波结构基波的耦合阻抗,其值可以在较宽频带内大于1 W。该结构内孔径为波长的1/4~1/3,是同一频段螺旋线慢波结构的5倍左右,能容纳比螺旋线大25倍的电流,能够承受比螺旋线大25倍的平均功率。互作用计算表明采用这种慢波结构的行波管在Ka波段可获得的最高功率达170 kW。
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5.5 MV静电加速器终端电压稳定系统
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采用对静电加速器终端电压的稳定性进行控制,以提高单离子束流品质。设计了陷波器、低通放大器、带通放大器、误差放大器等信号处理电路。陷波器为双T形结构,其中心频率为50 Hz,此频率用以滤除工频干扰。带通放大器的中心频率为35 Hz,带宽为60 Hz。误差放大器输出0~10 V的控制信号,控制电晕针放电电流。测试了单离子束能谱和束斑。结果表明:静电加速器终端电压稳定性得到明显改善,其不稳定性小于1%,提高了单离子束束流品质。
100 μm FEL受激辐射光学诊断
徐勇, 黎明, 金晓, 杨兴繁, 黎维华, 陈天才
2007, 19.
摘要:
给出了基于L波段射频直线加速器运行的100 μm FEL自发辐射与受激辐射实验的光学诊断结果,简要介绍了100 μm FEL的光腔准直系统。针对100 μm FEL实验研究的基本要求,对辐射信号的波长光谱、功率能量和脉冲结构等主要参数进行了测量诊断。利用远红外光栅谱仪和锗掺镓光电探测器组成的测量系统,对辐射光的宏脉冲信号进行分光,测量得到了辐射光信号的波长光谱和宏脉冲波形,测得受激辐射中心波长约为115 μm;利用标定过的锗掺镓探测器对辐射信号的功率能量进行了测量,测得单个宏脉冲的功率约为mW量级,能量为nJ量级。
电子直线加速器焦点测量
苏志军, 辛健, 贾庆龙
2007, 19.
摘要:
针对三明治法测量直线加速器焦点,目视底片判读存在测量结果主观因素影响较大的不足,提出了胶片扫描与图像分析相结合的量化测量方案。通过分析试验数据,提出用二次多项式拟合消除加速器辐射场不均匀性对测量结果的影响,以及用半高宽测量代替半峰高条纹统计的改进三明治焦点测量方法。实测表明:得到的焦点测量结果一致性更好,能更加准确地反映焦点尺寸的较小差异。
粒子束技术
采用旋转涂膜法制备基底生长的定向碳纳米管阵列
关峰, 王朝阳, 唐永建, 闫红梅
2007, 19.
摘要:
采用化学气相沉积技术,利用旋转涂膜法制备催化剂基底材料,通过对涂膜过程中的角速度、旋转时间以及基底还原过程中温度的控制改变催化剂颗粒的分布状态,获得了粒径均匀分布的催化剂基底,该基底上催化剂颗粒集中分布在47~62 nm区间,再利用该基底生长出定向碳纳米管阵列。运用扫描电镜、透射电镜、拉曼光谱仪对样品进行了表征。结果表明旋转涂膜法制备的基底平整性好于普通的滴膜法,且较其它基底制备方法具有简单易控、可使催化剂均匀分散等特点。利用该基底制备的碳纳米管阵列定向性良好。
单离子束技术概述
詹福如, 许明亮, 许永建, 余增亮
2007, 19.
摘要:
对单离子束的发展和应用作了介绍。结合我国首台单离子束装置CAS-LIBB,综合讨论了准直器限流型和静电透镜聚焦型两种典型单离子束的技术结构。限流型结构简单但定位精度有限,聚焦型条件苛刻但可获得亚微米束,是单离子束发展的趋势。评估了前探测、全前置探测和后探测3种单离子束探测方式及其特点,研究了这3种探测方式对辐照离子的计数精度和单离子束品质产生的影响。对CAS-LIBB装置研制了光导型全前置探测器以提高计数精度和束流品质。最后设计了快速荧光在线检测技术方案。
Zn离子注入和退火对ZnO薄膜光学性能的影响
袁兆林, 祖小涛, 薛书文, 张晓艳, 余华军, 向霞, 居勇峰
2007, 19.
摘要:
利用溶胶凝胶方法在石英玻璃衬底上制备了ZnO薄膜,将能量56 keV、剂量1×1017 cm-2的Zn离子注入到薄膜中。离子注入后,薄膜在500~900 ℃的氩气中退火,利用X射线衍射谱、光致发光谱和光吸收谱研究了离子注入和退火对ZnO薄膜结构和光学性质的影响。结果显示:衍射峰在约700 ℃退火后得到恢复;当退火温度小于600 ℃时,吸收边随着退火温度的提高发生蓝移,超过600 ℃时,吸收边随着退火温度的提高发生红移;近带边激子发光和深能级缺陷发光都随退火温度的提高而增强。