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2014年  26卷  第07期

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研究快报
中子多重性钚-铀部件质量测量系统及实验进展
陈利高, 龚建, 王侃, 谢奇林, 刘晓波, 范晓强, 董传江
2014, 26: 070101. doi: 10.11884/HPLPB201426.070101
摘要:
为了对核弹头中拆卸下来的和处于库房存储状态的核部件的质量进行无损测量,搭建了一个由32根3He正比计数管和方型高密度聚乙烯慢化腔体构成的中子多重性探测器,采用8通道电子学处理器件进行中子脉冲信号分析,基于5组252Cf中子源对中子多重性探测器进行标定,验证了自主开发的标定算法,获取了系统标定参数。分别对6个武器级罐装钚部件,7个罐装铀部件进行中子多重性实验测量,实验分析结果显示:基于点模型修正后的钚部件中子多重性质量测量值与标称值偏差小于1.5%,基于双Am-Li源标定曲线法的铀部件质量测量偏差小于5%。
高功率激光与光学
高功率二极管激光器喷雾冷却实验研究
杨波, 高松信, 刘军, 王宏
2014, 26: 071001. doi: 10.11884/HPLPB201426.071001
摘要:
通过以液氨为制冷工质的开式喷雾冷却系统,在相同实验条件下研究了二极管激光器(DL)热沉喷雾表面分别为光滑表面、均匀密排微孔、深孔和多孔表面结构时的冷却效果,实验结果表明:在热流密度达到300 W/cm2时,冷却表面温度均保持在28 ℃以内,适用于高热流密度下的DL热管理问题;喷雾表面均布微结构能显著强化喷雾冷却性能,当采用均匀密排多孔表面时,散热功率达511.5 W/cm2,对流传热系数为346 701.1 W/(m2℃),传热系数较光滑表面时提高了83.9%。
多尺度变步长最小均方自适应算法在光纤陀螺数据处理中的应用
高伟伟, 王广龙, 陈建辉, 高凤岐, 高爽
2014, 26: 071002. doi: 10.11884/HPLPB201426.071002
摘要:
为有效抑制光纤陀螺(FOG)随机噪声,提出将一种多尺度变步长最小均方(MVSLMS)自适应算法应用于FOG数据处理中。根据FOG输出数据的特点,构建了MVSLMS自适应滤波器,提出了FOG信号滤波算法的实现步骤。对FOG实测静态数据、振动数据和速率测试数据进行了滤波实验,结果表明所提算法对FOG随机噪声的抑制效果明显,相比LMS滤波,MVSLMS自适应滤波后的静态数据零偏稳定性数值减小了72.0%,振动数据在振前、振中、振后零偏稳定性数值分别减小91.5%,77.4%和96.5%,速率测试数据标准差减小了54.4%。摇摆测试滤波实验结果表明所用算法对FOG真值信号具有较好的跟踪能力。
基于灵敏度分析方法的光学镜架动力学模型修正
崔鼎, 马社, 李才阳, 叶长春
2014, 26: 071003. doi: 10.11884/HPLPB201426.071003
摘要:
论述了理论建模与实验建模的特点,介绍了模型修正方法的相关理论,采用灵敏度分析方法,分析了光学镜架的设计参数: 材料的弹性模量、密度、内径、镜框厚度、镜架底部厚度、筋板厚度的灵敏度系数,通过镜架有限元仿真与模态实验结果的对比,建立一个以固有频率为修正目标的多变量动力学修正问题,对包含非线性连接关系的镜架动力学模型进行了修正,修正结果表明前四阶固有频率的平均误差为2.5%,满足工程要求,同时模态阶次也得到了修正。
基于频率特征的薄膜损伤声学判别方法
苏俊宏, 王坤坤, 梁海锋
2014, 26: 071004. doi: 10.11884/HPLPB201426.071004
摘要:
利用声学法研究单层氧化硅薄膜在不同激光能量下的损伤情况,建立了激光致薄膜产生的声波采集系统,对其采集到的时域信号进行傅里叶变换,比较和分析薄膜损伤前后声波24~40 kHz高频段的曲线,提取频率特征,并提出用曲线相似函数进行薄膜损伤的识别方法。实验数据结果表明,该方法简单易行,可降低环境噪声的影响,既能实现在线检测,又能准确判别薄膜损伤。
基于图像分析的摄像头轴偏量标定方法
邓浩, 游安清, 田俊林
2014, 26: 071005. doi: 10.11884/HPLPB201426.071005
摘要:
针对摄像头在焦距调节过程中,视频图像的中心点在物体上滑移的问题,进行了理论建模分析,将传统的分段测量、曲线拟合的解决方法进行了改进,提出了一种基于图像分析的轴偏量的标定方法,利用矩形图像确定不同焦距下摄像头的轴偏量,并在实验验证中进行了优化处理。结果表明,本方法可以较为精确地标定出摄像头轴偏量,经过修正补偿后的摄像头,轴偏抖动可以控制在视场角的0.6%,可以满足较高精度闭环跟踪场合的要求。
非线性光学晶体YCOB的性能表征
潘忠奔, 蔡华强, 黄辉, 于浩海, 张怀金, 王继扬
2014, 26: 071006. doi: 10.11884/HPLPB201426.071006
摘要:
采用显微硬度计、差热扫描仪等表征手段开展了非线性光学晶体YCOB的硬度及热学等相关性能的测量。结果表明YCOB 晶体在(100)、(010)及(001)三个方向上的硬度的各向异性较小,有利于YCOB晶体的后期加工。其在330 K时的比热容为0.74 Jg-1K-1,经过计算,其在主轴化方向上的热导率分别为1.74, 2.16及3.08 Wm-1 K-1,具有比较适中的热导率。
Nd:YAG陶瓷的烧结性能研究
吉祥波, 邓建国, 康彬, 胥涛, 敬畏, 余盛全
2014, 26: 071007. doi: 10.11884/HPLPB201426.071007
摘要:
采用注浆成型和真空烧结制备了Nd:YAG激光透明陶瓷,研究了烧结温度和时间对致密化过程的影响。研究结果表明:在1050~1300 ℃之间坯体发生明显的收缩生成YAM和YAP相;在1300~1420 ℃,生成YAG相。随着烧结温度的增加,陶瓷中气孔含量减少,晶粒尺寸长大。在1700~1800 ℃烧结20 h能够获得完全致密的Nd:YAG陶瓷样品。
大口径谐振腔式固体激光中的动力学不稳定性研究
苏华, 魏玉欣, 王小军, 唐淳
2014, 26: 071008. doi: 10.11884/HPLPB201426.071008
摘要:
大口径谐振腔式固体激光定标到足够高功率后,由于非稳定腔内激光不对称振荡导致介质上激光强度横向不均匀,激光提取与介质产热耦合会引起激光输出功率和光束质量在时域上的不稳定性。针对三种激光器构型:Nd:YAG 薄片、Yb:YAG薄片和浸入式液冷叠片激光器,通过理论分析与数值模拟揭示了其各自不同的光热耦合机制及其影响因素,给出了激光输出的瞬态演化规律。结果表明,前两种构型中基于激光动力学的光热耦合具有饱和效应,其动力学不稳定性只出现在特定参数区间,可以通过恰当的设计加以避免;第三种构型中动力学不稳定性表现出明显的阈值特征,在强光状态下只能通过减少冷却液吸收系数来抑制。
新型硫族化合物在中红外非线性光学晶体方面研究进展
尹文龙, 康彬, 邓建国
2014, 26: 071009. doi: 10.11884/HPLPB201426.071009
摘要:
新型硫族化合物在中红外非线性光学晶体方面研究进展利用红外非线性光学晶体材料对已有的成熟的激光光源进行频率转换是获得3~5 m和8~12 m大气窗口红外激光的主要方法。传统的红外非线性光学晶体存在缺陷,不能满足应用要求,需要探索新型的红外材料。综述了以硫族化合物为研究对象,寻找新型中红外非线性光学晶体材料的研究进展。介绍了LiMQ2(M=Ga, In;Q=S, Se, Te),BaGa4S7,BaGa4Se7,BaGa2MQ6(M = Si, Ge;Q = S, Se)及Li2In2MQ6(M = Si, Ge;Q = S, Se)的研究进展。
ICF与激光等离子体
PAMS微球制备过程中电解质的影响
陈素芬, 李洁, 刘梅芳, 刘一杨, 苏琳, 张占文, 李波
2014, 26: 072001. doi: 10.11884/HPLPB201426.072001
摘要:
为调控固化过程中双重乳液内径的变化和降低聚--甲基苯乙烯(PAMS)微球的表面粗糙度,研究了双重乳液固化过程中内外水相中电解质浓度对水在油相液膜中迁移和分相行为的影响。结果表明:仅在外水相中添加电解质时,内水相的渗透压高于外水相,使得内相水向外水相迁移,导致固化后的微球表面起皱。当在内外水相同时添加电解质时,由于平衡了三相之间水的化学势,抑制了水在油相液膜中的迁移和分相,导致PAMS微球壳壁内气泡体积和数量显著降低。同时,在内外水相中同时添加不同浓度的电解质,还可显著改善双重乳液三相之间的密度匹配度,从而提高微球的球形度和壁厚均匀性。
KDP晶体全口径最佳入射角优化方法
李婷, 张洋, 张彬
2014, 26: 072002. doi: 10.11884/HPLPB201426.072002
摘要:
根据正交偏振干涉测量法(OPI)获得的KDP晶体折射率的空间分布数据求解KDP晶体内部失谐角分布,进而建立了倍频及和频KDP晶体全口径最佳入射角的优化模型和方法。分析讨论了不同折射率畸变程度和不同功率密度入射情况下倍频及和频晶体入射角的变化规律。在此基础上,对KDP晶体的全口径最佳入射角进行了优化。结果表明:当KDP晶体折射率畸变程度较大时,倍频晶体对折射率变化较为敏感,而和频晶体对折射率变化则相对不敏感。在实际工作中,首先在假设倍频晶体折射率分布均匀的前提下,对和频晶体的最佳入射角进行优化,而后通过适当调整倍频晶体及和频晶体的入射角,最终确定倍频晶体及和频晶体的全口径最佳入射角。
神光Ⅲ主机搭载平台双光路自动瞄准系统
王维, 何俊华, 张敏, 韦明志, 闫亚东, 王伟, 王拯洲, 杨正华, 杨品
2014, 26: 072003. doi: 10.11884/HPLPB201426.072003
摘要:
神光Ⅲ主机靶室中用来搭载多种物理诊断设备(条纹相机、分幅相机等)的平台要求具有很高的定位精度和工作稳定性,能方便、可靠地实现对靶室内打靶目标的瞄准,为此设计了一种双光路自动调整与瞄准装置,其位置精度可以保证20 m范围内。搭载平台采用了一套双光路成像系统和一套三自由度运动部件构成瞄准系统。在瞄准系统中,应用视觉伺服控制技术,实现了搭载平台对打靶目标的高精度自动瞄准。搭载平台已经安装到神光Ⅲ主机装置上进行了自动瞄准精度检测,得到径向(z)和指向(x,y)的瞄准调整精度分别为14,11,12 m;实际搭载了分幅相机进行激光打靶考核验证,通过物理实验得到了X光焦斑图像,表明该自动瞄准调整系统满足工程使用要求。
电磁箍缩铝带阵负载的研制
牛高, 杨毅, 刘旭东, 朱晔, 杨波, 余斌, 周秀文
2014, 26: 072004. doi: 10.11884/HPLPB201426.072004
摘要:
根据电磁箍缩物理实验需求,设计出了一种具有自适应结构的电磁箍缩铝带阵负载。采用手工裁剪和激光裁剪两种方法来制备铝带,表征了两种方法制备出铝带的边缘形貌,并优选出激光裁剪法做为铝带的裁剪方法。分析了激光裁剪铝带的力学性能,30 mm1 mm5 m的铝带断裂强度约116 cN,延伸率约为1.3%。利用上述铝带成功装配出了具有自适应结构的电磁箍缩铝带阵负载,且其自适量达到了4.5 mm的物理实验需求,可应用于强光一号物理实验。
提拉法SiO2化学膜厚度与折射率的变化规律研究
张日东, 严鸿维, 吕海兵, 张尽力, 晏良宏, 赵松楠, 王韬, 雷洁红
2014, 26: 072005. doi: 10.11884/HPLPB201426.072005
摘要:
采用提拉法在硅基底上制备了多孔溶胶凝胶SiO2膜,用椭偏法测量薄膜的厚度与折射率,考察了提拉速度和胶体浓度对膜层厚度与折射率的影响。对厚度与提拉速度的关系进行线性与幂函数拟合,并比较分析两种拟合的关系及其对工艺流程的作用。比较了不同浓度胶体所得到的同一厚度薄膜的折射率变化规律。结果表明:对于同一胶体浓度下薄膜厚度与提拉速度的正相关关系,线性拟合相比幂函数拟合可以更好地解释实验结果的规律性。同时,折射率在一定范围内也会随着提拉速度的增加而减小。镀同一厚度膜时,浓度大的胶体膜层折射率大。通过对提拉速度和胶体浓度的控制可以得到理想的薄膜厚度与折射率。
强激光脉冲在部分离化等离子体中的传播特性
刘明萍, 柳剑鹏, 罗荣祥, 陶向阳
2014, 26: 072006. doi: 10.11884/HPLPB201426.072006
摘要:
采用变分法给出了强激光脉冲在部分离化等离子体中传播的参数演化方程,其中考虑了相对论自聚焦、有质动力激发尾波场以及部分离化非线性极化强度的影响。通过非线性动力学分析的方法,得到了强激光脉冲以恒定焦斑半径传播时的激光、等离子体参数匹配条件。研究表明:在部分离化等离子体中,激光自聚焦随着电离程度的增大而增强;有质动力激发的尾波场进一步增强激光脉冲的自聚焦;相对于等离子体密度而言,激光强度对激光脉冲的自聚焦更有影响。
激光驱动气库材料实现准等熵压缩理论模型分析
韩茂兰, 黄永盛, 田宝贤, 李业军, 梁晶, 王钊, 汤秀章
2014, 26: 072007. doi: 10.11884/HPLPB201426.072007
摘要:
激光驱动气库材料可用于实现准等熵压缩,为了预估样品靶前表面的峰值压力及分析样品靶前表面压力随时间变化曲线,建立了一个简化的理论模型用于描述这一物理过程。激光入射在气库材料上产生冲击波,冲击波到达气库材料背表面卸载使其成为等离子体,进而在真空中自由膨胀。在膨胀的过程中,等离子体密度、温度不断降低,并堆积在样品前端使样品表面的温度、压力缓慢上升,实现准等熵压缩。将气库材料近似为多方气体,对其进行分层处理,求解得到每一层等离子体自由膨胀的解析解,进而编写程序计算多层等离子体堆积在样品前端压力随时间变化曲线。与实验上获得样品自由面粒子速度后用背积分方法获得的样品前端压力随时间变化曲线进行对比,较为吻合,表明这种模型可以用于预估样品前端压力。 
气相沉积法制备聚酰亚胺微球的均匀性及性能
曹洪, 黄勇, 刘梅芳, 陈素芬, 张占文, 韦建军
2014, 26: 072008. doi: 10.11884/HPLPB201426.072008
摘要:
为满足惯性约束聚变(ICF)对聚酰亚胺(PI)靶丸的要求,研究了气相沉积过程单体加热温度对PI薄膜厚度的影响并测试其均匀性,测试了脉冲敲击模式下复合微球的表面质量。研究了薄膜热环化过程中的结构变化,并对所得PI薄膜进行了热稳定性分析。研究结果表明:脉冲敲击下制备所得复合微球表面粗糙度均方根值波动在29~45 nm之间,在相同时间内其薄膜厚度随单体加热温度的增加而增加,通过调节不同单体加热温度,可将薄膜厚度控制在一定范围;薄膜厚度测试发现其较为均匀,横向和纵向各点厚度相差不足1 m;热环化后聚酰胺酸转化为PI,CONH与COOH结合形成C-N键;热重分析数据显示PI薄膜热稳定性较好,600 ℃左右才开始大量分解。
辐射驱动实验中预热对冲击波速度诊断的影响
王峰, 彭晓世, 张琛, 王哲斌, 徐涛, 刘慎业
2014, 26: 072009. doi: 10.11884/HPLPB201426.072009
摘要:
使用主动式任意反射面速度干涉仪进行了平面靶预热膨胀量的观测,并对间接驱动下不同能量和靶型的预热膨胀量进行了计算。实验发现,在5 kJ单端驱动的激光能量作用下,平面样品后界面的膨胀量可达2.1 m左右。优化靶设计后,在冲击波速度测量实验中使用双端驱动方式,通过测量膨胀量修正台阶厚度,可以获得更加精确的动态台阶厚度值。结合精确获得的冲击波传输时间,在匀速传输的条件下可以获得高精度的冲击波传输速度值。该方法在辐射驱动超高压条件下具有很好的适用性,可以为状态方程实验提供高精度的冲击波速度数据。
高功率激光晶体加工技术的研究
侯晶, 王洪祥, 廖德锋, 陈贤华, 谢瑞清, 王健
2014, 26: 072010. doi: 10.11884/HPLPB201426.072010
摘要:
针对高功率激光器中使用的激光晶体关键元件,开展了晶体的先进加工技术的研究。根据LBO及YCOB晶体材料的加工特性,选取了定向切割、研磨、预抛光、磁流变抛光、合成盘抛光和机械化学抛光的总体技术路线。对不同种类晶体加工设计了不同的工艺路线,开展了相关加工工艺研究。其中LBO晶体的面形收敛工艺主要采用磁流变抛光,YCOB晶体的面形工艺主要采用合成盘抛光。通过组合加工工艺,获得了高质量的晶体加工指标,LBO晶体透射波前0.12(=632.8 nm),粗糙度0.77 nm;YCOB晶体面形0.11,粗糙度0.68 nm。确定了晶体元件的整体加工技术路线,并对整个工艺流程开展了工艺实验研究,取得了较好的实验效果,实现了激光晶体的高质量加工指标。
熔石英再沉积层结构的纳米级表征和杂质分析
杨俊, 易葵, 魏朝阳, 胡国行, 崔辉, 邵建达
2014, 26: 072011. doi: 10.11884/HPLPB201426.072011
摘要:
利用原子力显微镜观察熔石英不同蚀刻时间的表面形貌,结合二次离子质谱分析,研究了熔石英的再沉积层结构和杂质分布。结果表明,熔石英表面深度10 nm的再沉积层内存在大量微裂纹和杂质,经蚀刻展开形成nm级划痕和坑点,其分布随着深度增加呈指数衰减。根据nm级划痕密度、宽深比随蚀刻深度变化的规律,估算出再沉积层厚度,估算结果与二次离子质谱测得的杂质嵌入深度基本一致。杂质元素嵌入深度与抛光微裂纹分布特征的关联性表明,杂质很有可能藏匿在抛光微裂纹中。
高功率微波
小型化紧凑型高功率宽谱源
张晋琪, 廖勇, 谢平, 吴朝阳, 徐刚, 陆巍, 丁恩燕
2014, 26: 073001. doi: 10.11884/HPLPB201426.073001
摘要:
分析改进了电感隔离型重频Marx发生器整体电路和主元件排列,实现了自建立和结构紧凑的发生器。优化设计了谐振器的对地开关和耦合器,提高了谐振器的输出效率。通过实验研究得出:宽谱源辐射因子175 kV,重复频率20 Hz,中心频率300 MHz,百分比带宽22%。该源体积小于0.2 m3,重量约200 kg。通过系统集成,使整套系统具备了可移动、整体360旋转和远程控制等功能。
X波段高功率微波一维相扫漏波天线阵
徐刚, 谢平, 陈世韬, 廖勇
2014, 26: 073002. doi: 10.11884/HPLPB201426.073002
摘要:
研究了一种可一维相扫的X波段高功率微波漏波天线阵,该天线阵由高功率微波功分网络、移相器和漏波平面阵组成。漏波平面阵由8个矩波导漏波线阵组成,增益29.6 dB,口面效率70%,设计功率容量0.91 GW;功分器网络采用圆波导TM01-双矩波导TE01模式变换和串列式矩波导功分器形式,输出端口间的不平衡度小于1.6 dB,设计功率容量1.1 GW;移相器采用侧壁簧片弯进改变矩波导宽度,实现0~360移相,单路功率容量150 MW。整阵相扫性能的全波仿真分析结果表明,在主瓣增益下降3dB的情况下,扫描角度可达到40。
离轴X波段五腔高增益速调管放大器
占昌和, 李天明, 李正红, 吴洋
2014, 26: 073003. doi: 10.11884/HPLPB201426.073003
摘要:
利用辛普森算法求解螺线管线圈内磁场分布,证明了离轴磁场能用于电子束的聚束。利用2维粒子模拟程序建立了X波段五腔高增益速调管放大器模型,整管模拟得到了频率9.45 GHz、输出功率300 MW、增益50.3 dB和效率37.5%的微波输出。依此设计了X波段五腔高增益速调管放大器的三维模型,并将其分别放置在线圈中心轴和离轴54 mm的位置进行模拟,模拟结果证明工作在离轴状态的器件同样可以进行微波放大。最后,对一个螺线管线圈内放置七个器件的状态进行了三维模拟,其合成功率输出可达2 GW。
太赫兹技术
扩展互作用振荡器非线性理论与模拟
雷颜铭, 鄢扬, 傅文杰
2014, 26: 073101. doi: 10.11884/HPLPB201426.073101
摘要:
为了对扩展互作用振荡器(EIO)进行更为高效研究与设计,提出了一种非线性理论与数值模拟相结合的方法对其进行分析,编制了基于一维电子圆盘模型的数值计算程序,并结合MAGIC模拟结果对其准确性进行了讨论。非线性模拟中,35 GHz EIO输出功率为125 W,频率为35.01 GHz,对应的MAGIC模拟结果分别为100 W,35.11 GHz;110 GHz EIO输出功率为220 W,频率为107.9 GHz,对应的MAGIC模拟结果分别为190 W,107.93 GHz。非线性方法使得模拟速度有了很大的提高,单次计算时间小于5 min,并且所得数据与传统软件模拟得到的特性曲线相比变化趋势一致、数值上也较为接近。
被动式人体太赫兹图像中的目标辅助识别
赵 然, 赵源萌, 张存林
2014, 26: 073102. doi: 10.11884/HPLPB201426.073102
摘要:
提出一种被动式人体太赫兹安检仪的图像目标标注方法,用于辅助识别被安检人员隐藏携带的违禁物品。分析了探测器中心频率为0.1 THz的被动式太赫兹人体安检仪图像特点,根据其特点进行图像增强、分割、轮廓提取等处理,进而实现图像中的目标检测,将其目标位置映射在同场景同时间采集的可见光图像上。实验结果表明,该方法可以有效地提取并标示可疑目标,帮助快速发现衣物下的隐匿物品,提高太赫兹安检仪的实用性。
Hilbert-Huang变换分析THz脉冲信号的时频特性
谢静, 谭佐军, 陈阳, 石舒宁, 陈璐
2014, 26: 073103. doi: 10.11884/HPLPB201426.073103
摘要:
提出一种基于Hilbert-Huang变换的THz时域光谱分析方法,将THz时域脉冲信号分解成有限数目的单分量信号之和,利用Hilbert变换求得瞬时频率来获得幅值的时频分布Hilbert-Huang变换谱,实现了通过水蒸气的THz脉冲信号的时频分析,揭示了THz波与水蒸气相互作用的频谱时域分布特性,并与基于小波变换的时频图进行了对比分析。结果表明,该方法可以同时提高THz脉冲时频分布的时间分辨率和频率分辨率, 具有局部化分析和自适应选择的特点,还能直观地表现出各频率成分之间的相对时间延迟。
复杂电磁环境
无人机在复杂电磁环境下的效能评估
焦彦维, 侯德亭, 周东方, 胡涛, 林竞羽, 王占琪
2014, 26: 073201. doi: 10.11884/HPLPB201426.073201
摘要:
通过分析无人机的结构层次和研究复杂电磁环境对无人机的影响,建立了复杂电磁环境下无人机的效能评估指标体系,通过主观赋权法和客观赋权法得到各项指标的权重,针对评估指标的模糊性和不确定性,基于云理论的原理,实现一定条件下评估指标的定性与定量的描述,综合考虑了评估过程中的模糊性和不确定性因素,并利用评价云模型拟合出无人机在复杂电磁环境下的综合效能。结合实例模拟分析表明,复杂电磁环境下的无人机云效能评估模型,为复杂电磁环境下无人机的定量化效能评估提供参考。
武器装备全寿命复杂电磁环境试验与评估方法
阙渭焰, 孙永全, 梁景修, 岳秀清, 肖俊, 马弘舸,
2014, 26: 073202. doi: 10.11884/HPLPB201426.073202
摘要:
介绍了业内普遍接受的电磁环境和武器装备电磁环境效应概念,以及美军电磁环境效应试验的相关内容和理念,说明了电磁环境效应问题与复杂电磁环境问题的关系与本质。通过对复杂电磁环境的分解,从数学上给出武器装备复杂电磁环境适应性试验与评估的理论方法,这种方法在实施效益上具有全面性、完整性、通用性和可操作性,试验与评估结果具有客观稳定性。结合武器装备全寿命周期过程,给出了武器装备论证阶段、技术开发阶段、研制试验阶段、量产和装备部署阶段、形成完全作战能力阶段武器装备复杂电磁环境试验与评估的实施方法。
镀镍碳纤维复合材料的电磁脉冲屏蔽效能
王富强, 闫丽丽, 王东红, 谷建宇
2014, 26: 073203. doi: 10.11884/HPLPB201426.073203
摘要:
研究了连续碳纤维表面化学镀镍工艺,并利用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)分析了纤维的微观形貌、镍层成分和镍层结构。测试了镀镍碳纤维和镀镍碳纤维复合材料的导电性能。制备了镀镍纤维为增强材料的抗电磁脉冲复合材料。在场强大于20 kV/m的环境下测试了复合材料在频率为1.3,2.8,4.3,9.4 GHz处的高功率微波电磁脉冲屏蔽效能。结果表明复合材料的高功率微波电磁脉冲屏蔽效能均大于60 dB,其中2.8 GHz下出现最大值91 dB。
包含非线性组件的系统级电磁效应分析方法
王天乐, 闫丽萍, 赵翔, 赵强, 周海京, 黄卡玛
2014, 26: 073204. doi: 10.11884/HPLPB201426.073204
摘要:
提出一种包含非线性组件的场线耦合分析模型,在此基础上建立了包含非线性组件的系统级电磁效应分析方法。采用基于黑箱模型的非线性散射参数对非线性组件进行建模,给出了非线性散射参数的实验提取方法。利用焊接在微带传输线上的并联反向HSMS-282C型肖特基二极管构成非线性器件,并搭建原理性实验系统测量了电磁波辐射下连接在微带线上的该非线性器件输出端口的频谱和功率。实验结果与该分析方法的计算结果相吻合,证明了该方法的有效性和可行性,为系统级电磁效应分析提供了一种有效途径。
计算机机箱关键部位感应电压统计特性分析
闫二艳, 孟凡宝, 马弘舸
2014, 26: 073205. doi: 10.11884/HPLPB201426.073205
摘要:
通过基于随机矩阵理论的耦合模型,对不同频段电磁波环境中计算机机箱关键部位感应电压的统计分布进行了理论和实验分析,实验测量结果与理论分析结果非常一致。给出了随机耦合模型应用的简单例子,验证了随机耦合模型在宽频带电磁环境下系统级效应分析和预测的适用性。为电子设备(尤其大型的具有非平行面封装腔体电子设备)电磁环境效应分析提供了一种方法。
复杂场景下基于压缩感知的目标电磁散射与成像
齐聪慧, 赵志钦, 徐晶, 张海
2014, 26: 073206. doi: 10.11884/HPLPB201426.073206
摘要:
研究了处于复杂场景下目标的逆合成孔径雷达(ISAR)成像问题。首先,建立了目标与复杂环境的电磁散射模型,采用计算电磁学的方法仿真得到了目标的雷达回波数据,进而充分考虑了背景噪声对雷达成像质量的影响。研究发现,目标所处的复杂背景会降低ISAR对目标的成像质量。其次,为减小仿真雷达回波数据所需的计算量,提出采用基于压缩感知(CS)的方法来对该场景进行成像,从而极大降低电磁仿真的计算点数。通过实验发现,在CS成像中,采用数据点使用率为0.4时所得到的成像质量可达到采用转台成像质量的效果。因此,采用基于CS的成像方法,可极大降低目标与场景的电磁散射计算复杂度,使得处于真实复杂场景下的目标电磁仿真和ISAR成像研究切实可行。
线缆系统电磁脉冲效应测量系统研制和试验
周开明, 王艳, 邓建红
2014, 26: 073207. doi: 10.11884/HPLPB201426.073207
摘要:
分析了实验室瞬态X射线产生的系统电磁脉冲(SGEMP)效应测试所面临的技术问题,提出了解决方法、措施以及实验室模拟瞬态X射线的SGEMP模拟试验方法。通过电子屏蔽、电磁屏蔽、光电隔离、信号对称提取等特殊技术处理,解决了SGEMP效应模拟试验方法和测量系统抗X射线、抗电磁辐射等技术问题,并在大型瞬态X射线模拟源上,测出了瞬态X射线辐照时金属腔内线缆的SGEMP效应波形及幅值。
基于广义极值的混沌电场峰值分布研究
庄信武, 余志勇, 刘光斌, 滕向如
2014, 26: 073208. doi: 10.11884/HPLPB201426.073208
摘要:
通过分析峰值分布及广义极值分布理论关于混沌电场峰值分布的特点,获得一种混沌电场峰值分布的计算方法,结合Bootstrap重采样技术,提出了混沌电场峰值分布参数估计方法,该方法吸取了重采样技术估计的优点,对分布参数置信区间的估计更为准确、实用。以蒙特卡罗仿真和某机械搅拌混响室内电场数据为实例,结果表明,与传统的正态近似法、百分位法、BC-t等方法相比,其计算结果与实际结果更为吻合,证明了该方法具有更高的准确度。
球面电磁波斜入射建筑物内场的数值分析
曹学军, 马弘舸, 叶宏
2014, 26: 073209. doi: 10.11884/HPLPB201426.073209
摘要:
为了分析窄带电磁脉冲源近、远场辐照大型建筑物内部空间电磁场分布特点,采用时域有限差分方法,对比分析平面波、球面波场源正面斜入射多层多单元建筑物的计算结果,并较为全面地分析了各房间各水平面中心电场强度幅值、各层各水平面电场强度最大值分布情况。建筑物各层相对应高度面上场强分布近似,在电磁波传播方向上窗户房间内部区域场强较强,两种波场源入射结果基本一致;在其余区域场强较弱,特别是在较大空间内的区域,球面波场源入射下场强相对更弱。其中通过与待模拟建筑物外形相紧凑性匹配的球面波场源构建,模拟仿真了窄带球面电磁波在真空空间的辐射传播,计算结果验证所构建球面波近场源准确可行。
V型纳米金球阵列天线侧向散射方向性的数值模拟
刘阳, 周海京, 李瀚宇
2014, 26: 073210. doi: 10.11884/HPLPB201426.073210
摘要:
纳米天线侧向散射的方向性在生物感测以及表面增强光谱学等领域都有重要研究价值。侧向散射方向性的产生需要破坏纳米天线相对于平面波极化方向的镜像对称,由纳米粒子阵列构成的纳米天线排列灵活,易于实现非镜像对称结构。采用T-matrix方法对V型纳米金球阵列天线进行数值模拟,研究了其侧向散射的方向性,分别讨论了不同阵元数目构成的不同臂长、不同臂间开角、不同球形阵元半径、不同阵元球心间距对V型天线侧向散射方向性的影响。研究表明V型纳米阵列天线具有侧向散射方向性的可调性。
基于数字地图的二维电波传播问题仿真
白瑞杰, 廖成, 盛楠, 张青洪, 李瀚宇, 周海京
2014, 26: 073211. doi: 10.11884/HPLPB201426.073211
摘要:
为快速预测二维地理环境下的电磁环境特性,应用二维抛物方程模型对电磁环境进行仿真。为了得到真实有效的地形数据,研究了从GeoTiff中抽取网格点上地理信息的方法,并利用双线性插值法计算了任意位置处的高程值。同时研究了地球表面两点之间计算距离的方法,将该方法的计算结果与GIS软件结果进行对比,验证了该方法的可靠性。在标准大气环境下,利用二维抛物方程模型仿真分析了不同距离处不同高度的电波传播传播因子的变化情况,为预测真实地理环境中的电波传播特性提供了一种有效的方法。
基于时域BLT的多导体传输线串扰响应分析
叶志红, 廖成, 张敏, 冯菊
2014, 26: 073212. doi: 10.11884/HPLPB201426.073212
摘要:
当传输线上通有电压和电流信号时,会在其周围的传输线上产生串扰响应。采用时域BLT方程建立多导体传输线对多导体传输线的串扰模型,分析了不同数目和不同频率正弦波集总电压源激励下的多导体受扰线终端负载串扰电压响应特性。研究结果表明,受扰线终端负载上的串扰电压响应主要频点的个数与集总电压源的个数相同,响应频点与集总电压源的频率相等,响应幅值与相应电压源离受扰线的间距有关。
时域全波电磁计算程序JEMS-FDTD在复杂电磁环境研究中的应用
李瀚宇, 周海京, 廖成
2014, 26: 073213. doi: 10.11884/HPLPB201426.073213
摘要:
将自主研发的大规模并行三维全波电磁场时域求解程序JEMS-FDTD应用于复杂电磁环境问题,计算并分析了楼宇内电波传播特性和飞行器瞬态电磁特性。对楼宇内电波传播特性的计算获得了建筑物内任意位置的电磁场分布和电磁脉冲在建筑物内的时域传播过程,其结果可用于无线通信和电磁环境安全研究;对飞行器瞬态电磁特性的计算获得了飞行器舱内外瞬态电磁近场分布,其结果可用于飞行器强辐射场防护等研究。
印制线抗电磁干扰模型分析与计算
王永峰, 于成大, 陈政新, 李明
2014, 26: 073214. doi: 10.11884/HPLPB201426.073214
摘要:
对双导体传输线的Taylor模型在频域下的非齐次线性微分方程组,采用常数变异法求得其在边界条件下解的表达式,所求得传输线在终端响应的电压和电流值与BLT方程求得的结果相同。同时,还得到了印刷电路板上的平行双线在外电磁场辐射下终端响应电压的解析表达式,并通过解析解分析得到了不产生干扰电压时的电磁波的入射角度和极化方向。
复杂电磁环境下的信号盲分离方法
吴国清, , 宋磊, 沈卫超
2014, 26: 073215. doi: 10.11884/HPLPB201426.073215
摘要:
介绍了基于盲源分离的信号处理基本思想,阐述了ICA,SOBI,AMUSE三种典型算法的原理、特点,通过仿真实验研究了这三种盲源分离算法对于常见波形信号和真实信号的分离性能及其抗噪能力,验证了算法的有效性和可行性。三种方法对于抑制干扰信号,进行信号的有效提取具有实际意义和使用价值。
特征提取方法在多源混合信号分选中的应用
沈卫超, 黄雨佳, 宋磊, 陈虹
2014, 26: 073216. doi: 10.11884/HPLPB201426.073216
摘要:
在复杂电磁环境中,脉冲的大量丢失(数据缺失)及信号参数空间的严重交叠,破坏了传统分选方法所利用的信号规律性,最终导致现有信号分选算法很难获得令人满意的分选效果甚至完全失效。在同时考虑多个关键特征指标(脉冲宽度、载波频率、到达时间)的基础上,设计多参数五层互耦的分选算法;特别是提出新的关键特征指标提取方法,研究数据内部蕴含的特征向量,建立相应的数学模型,最终应用于对各种通信信号的分选。通过数值结果可以看出,引入的五步分选法可以实现对严重交叠和部分数据缺失的信号的分选。
组合振子天线磁偶特性实验研究
谢平, 廖勇, 徐刚
2014, 26: 073217. doi: 10.11884/HPLPB201426.073217
摘要:
通过对组合振子的实验研究,验证了磁偶极子回路所具有的优势:能够极大地改善天线低频传输以及辐射特性,具有明显的低频补偿能力。此外,通过设置磁偶回路周长比,比较了不同磁偶回路状态下的天线特性,发现双磁偶回路对于低频特性的改善要优于单磁偶回路,后者的优势主要体现在高频。根据这一现象,采用单磁偶回路结构设计工作频带为300 MHz~5 GHz组合振子接收天线。
超宽带电磁脉冲对典型引信的耦合效应研究
李永亮, 闫晓鹏, 郝新红, 岳凯, 金星
2014, 26: 073218. doi: 10.11884/HPLPB201426.073218
摘要:
为明晰超宽带电磁脉冲对典型无线电引信的干扰和损伤影响,应用时域有限积分法对典型无线电引信腔体耦合效应进行了数值模拟研究。以典型无线电引信腔体及其低频电路板实际结构为对象进行建模,仿真研究了超宽带电磁脉冲对该引信腔体的耦合特性,分析了引信高低频电路间连线过孔参数和脉冲参数对耦合效应的影响规律,研究了加装印刷电路板对耦合效应的影响。结果表明:与圆形和正方形孔缝相比,矩形孔缝的耦合系数受极化方向的影响显著;脉冲上升时间越小,耦合系数越大;加装印刷电路板后,腔体相同位置处耦合系数下降,谐振频率改变。
无线电引信双源辐照效应研究
程二威, 陈亚洲, 田庆民, 张涛
2014, 26: 073219. doi: 10.11884/HPLPB201426.073219
摘要:
为了探索复杂电磁环境对无线电引信的作用规律,提出双辐射源电磁环境构建方法和试验方法,试验研究了无线电引信的双辐射源电磁环境效应,找到了使无线电引信意外起爆的双辐射源辐照频率组合方式和敏感阈值。发现双辐射源使无线电引信意外起爆的作用机理:引信天线及弹体接收到差频为多普勒频率的复合连续波信号,经自差机振荡器混频、检波管检波并滤波后,输出信号幅度较大的正弦波信号,经低频电路放大、信号整流积分及抗干扰惯性支路的共同作用,通过增幅速率选择电路,触发执行级电路误动作导致引信意外起爆。
高功率微波效应的多层次多物理场协同算法
徐可, 陈星, 王昊
2014, 26: 073220. doi: 10.11884/HPLPB201426.073220
摘要:
针对半导体器件、电路、电子系统的高功率微波效应,提出了一套全新的多层次多物理场协同计算方法。该算法基于半导体器件的物理结构模型,联立并求解由电磁场、半导体物理和热力学方程构成的多物理场方程组,实现了器件级高功率微波效应的仿真;通过器件多物理场仿真和电路仿真的协同计算完成电路级效应仿真;最后进行电路效应和电磁环境的协同计算,获取由多个电路、外壳封装、孔缝和线缆等组成的电子系统的高功率微波效应数据。介绍了该算法的原理和流程,以商业PIN二极管为例,计算了该器件及组成限幅器电路的温度效应、正向恢复特性、半封闭腔体内空间微波辐射等效应,通过与实验测试的对比验证了算法的正确性,同时对效应现象给出了物理机理解释。
基于非参数方法的频率密度分布计算及其并行优化
宋磊, 尹俊平, 沈卫超
2014, 26: 073221. doi: 10.11884/HPLPB201426.073221
摘要:
跳频序列预测是信息对抗的关键问题之一。基于跳频序列具有的伪随机特性和数据之间连续分布的相似性,采用非参数密度估计方法计算并预测出频率的大概率分布区间,进而用于引导通信的梳状灵巧干扰。针对实际应用对实时性的要求,在多结点多核平台上实现了基于消息传递机制的可扩展计算。测试表明,并行程序计算结果正确,并且具有较好的可扩展性。
粒子束技术
氧等离子体刻蚀CVD金刚石膜的影响机理
潘鑫, 马志斌, 李国伟, 曹为, 王传新, 付秋明
2014, 26: 074001. doi: 10.11884/HPLPB201426.074001
摘要:
采用电子回旋共振(ECR)等离子体在不同的磁场位形和工作气压下刻蚀化学气相沉积(CVD)金刚石膜,运用双探针和离子灵敏探针法对等离子体进行了诊断,研究了等离子体参数对刻蚀效果的影响。结果表明:磁场由发散场向收敛场转变时,离子温度、电子温度和等离子体密度都随之增大,刻蚀效果逐渐增强;当工作气压由低气压向高气压变化时,等离子体参数先增大后减小,CVD金刚石膜表面粗糙度降低程度也出现了相同的趋势。
双极晶体管负载瞬态辐照毁伤效应
赵墨, 胡淑玲, 申胜平, 吴伟, 程引会, 李进玺, 马良, 郭景海
2014, 26: 074002. doi: 10.11884/HPLPB201426.074002
摘要:
利用有源传输线模型与漂移-扩散模型的耦合计算模型,对在瞬态X射线辐照下电缆末端典型N+-p-n-N+结构的双极晶体管负载的毁伤效应与规律进行研究,通过分析双极晶体管内部晶格温度分布,判定是否处于毁伤状态,总结双极晶体管烧毁时间和烧毁所需能量与脉冲X射线脉冲宽度和注量之间的关系。结果表明:随着脉冲X射线脉宽增加,双极晶体管烧毁能量变化较小,烧毁时间逐渐增加;随着注量增加,烧毁时间逐渐降低,在5.86 J/cm2以下时,烧毁所需能量基本相同,之后呈指数逐渐增加,并通过曲线拟合得到损伤规律的经验公式。
强冲击LY12铝靶产生闪光的辐射强度演化特征
唐恩凌, 施晓涵, 王猛, 相升海, 刘淑华, 杨明海, 张薇, 李乐新
2014, 26: 074003. doi: 10.11884/HPLPB201426.074003
摘要:
采用理论推导与实验相结合的方法,研究了强冲击LY12铝靶产生闪光的辐射强度演化特征。利用建立的光纤瞬态高温计测量系统与二级轻气炮加载系统,进行了6种实验条件下的强冲击实验。每组实验使用1组光纤探头,光纤探头直接对准碰撞点安装。通过实验所获原始数据结合标定得到了闪光辐射强度随时间的变化关系。实验结果表明,在给定实验条件及光纤探头安装方案下,闪光信号上升阶段的上升系数和衰减阶段的衰减系数在1~5之间。弹丸入射角度相同时,冲击速度越大,最大闪光辐射强度也越大。LY12铝弹丸强冲击LY12铝靶产生的最大闪光辐射强度,对测量波长为488~667 nm范围内的幂指数值在7.5~9.0之间变化。
时间、能量分辨的光电离质谱技术研究气相自由基反应
储根柏, 税敏, 辛建婷, 刘付轶, 盛六四, 谷渝秋
2014, 26: 074004. doi: 10.11884/HPLPB201426.074004
摘要:
闪光光解流动管反应器与同步辐射光电离质谱技术两者相结合组成实验平台用于探测气相自由基反应动力学。外触发的脉冲激光光解流动管反应器内的先驱物来产生待反应的自由基;自由基与反应气体发生反应后,由流动管侧壁小孔取样、取样后的混合气体被同步辐射光电离;飞行时间质谱探测光电离产生的离子。同时脉冲信号触发脉冲发生器使其产生一连串的脉冲,间隔40~50 s,此脉冲外触发质谱的采集,连续采集覆盖单次光解反应过程。质谱的时间分辨率为40 s,满足微秒时间内探测反应动力学过程。通过同步辐射光电离反射飞行质谱能直接探测自由基反应产物,并利用光电离效率曲线获得其电离能并区分不同的异构体。实验利用光解产生Cl自由基并与1-丁烯和异丁烯反应,测得反应的加成和消除产物,并获得其加成产物的电离能。
不同工艺尺寸CMOS器件单粒子闩锁效应及其防护方法
陈睿, 余永涛, 董刚, 上官士鹏, 封国强, 韩建伟, 马英起, 朱翔
2014, 26: 074005. doi: 10.11884/HPLPB201426.074005
摘要:
基于建立的不同工艺尺寸的CMOS器件模型,利用TCAD器件模拟的方法,针对不同工艺CMOS器件,开展了不同工艺尺寸CMOS器件单粒子闩锁效应(SEL)的研究。研究表明,器件工艺尺寸越大,SEL效应越敏感。结合单粒子闩锁效应触发机制,提出了保护带、保护环两种器件级抗SEL加固设计方法,并通过TCAD仿真和重离子试验验证防护效果,得出最优的加固防护设计。结果表明,90 nm和0.13 m CMOS器件尽量选用保护带抗SEL结构,0.18 m或更大工艺尺寸CMOS器件建议选取保护环抗SEL结构。
银吸收边附近X射线衰减系数测量
易荣清, 马陈燕, 樊启文
2014, 26: 074006. doi: 10.11884/HPLPB201426.074006
摘要:
在北京同步辐射装置的4B7A中能X光束线上,光源能区为2.1~6.0 keV,能量分辨大于5000,高次谐波小于0.1%,光源强度大于109光子/s。通过全能区多能点的透过率精确测量Ag样品质量厚度,然后采用Ag薄膜对单能X光子的透过率进行测量,给出了Ag薄膜在吸收边(3.4~3.9 keV)的衰减系数 。建立了Ag样品吸收边附近衰减系数同步辐射测量方法。通过不确定度分析给出衰减系数测量不确定度小于1%,填补了在该区间衰减系数的空白。
脉冲功率技术
NaOH对苯胺气液两相介质阻挡放电特性的影响
顾信鹏, 方志, 钱晨
2014, 26: 075001. doi: 10.11884/HPLPB201426.075001
摘要:
研究气液两相介质阻挡放电(DBD)的特性,对于深入理解其放电机理、促进其在环保等工业领域中应用具有重要意义。通过电压电流波形和Lissajous图形等电气特性诊断及发射光谱和发光图像等光学特性诊断,研究了液体成分对大气压气液两相DBD放电特性的影响。比较了苯胺和苯胺加NaOH溶液中气液两相DBD放电特性,利用实验结果计算得到放电功率和传输电荷,并结合放电理论对放电机制进行了分析。结果表明,苯胺加NaOH溶液中气液两相DBD,其放电特性与纯苯胺溶液有明显不同,相同电压下其放电电流约为纯苯胺溶液的两倍,其发光强度更强,放电功率和传输电荷更大,且在光谱特性图波长589 nm处出现Na原子谱线,NaOH的加入增加了溶液的电导率,同时促进了气相放电强度,使得放电增强。
光导开关非线性导通时的载流子累加效应
孙艳玲, 刘小龙, 刘欢, 石顺祥
2014, 26: 075002. doi: 10.11884/HPLPB201426.075002
摘要:
利用半导体激光器作为触发源,对砷化镓光导开关进行了实验研究,重点研究了载流子累加效应对开关输出特性的影响。实验结果表明,光导开关的导通机制与内部载流子数的多少直接相关,当开关中的载流子数积累到雪崩碰撞电离条件,开关就会发生非线性导通。采用低能量光脉冲序列触发光导开关,获得了高功率输出,降低了开关非线性导通时的触发光能和偏置电压,对于光导开关的应用具有重要意义。
表面绝缘对平面钨丝阵Z箍缩早期过程的影响
盛亮, 李阳, 黑东炜, 袁媛, 彭博栋, 王亮平, 李沫, 张美, 魏福利, 赵吉祯
2014, 26: 075003. doi: 10.11884/HPLPB201426.075003
摘要:
在强光一号装置上研究了表面绝缘对平面钨丝阵早期过程的影响。通过对实验结果的唯象分析,发现相对于标准丝阵,表面绝缘丝阵X射线辐射被强烈延迟,并与丝阵宽度有较强的依赖关系,在X射线辐射之前存在较强的阴极发射;表面绝缘丝阵X射线辐射副脉冲幅值是标准丝阵两倍,且存在较长的平台期,其单丝等离子体膨胀导致的温度降低效应比标准丝阵强;在快速内爆开始之前,两者形成了类似的宏观磁流体不稳定性结构。
触发预电离一体化脉冲氙灯电源设计
李玺钦, 赵娟, 吴红光, 刘云涛, 丁明军
2014, 26: 075004. doi: 10.11884/HPLPB201426.075004
摘要:
采用高压触发预电离为一体+脉冲形成网络触发氙灯的技术路线,分别设计了脉冲氙灯电源系统中高压触发、预燃电流维持两个功能单元。根据脉冲氙灯160 mmf9 mm、极间距70 mm的技术指标,成功设计了一台具有手动和电脉冲触发功能的方波脉冲氙灯电源。氙灯充电电压300~900 V可调,光脉冲宽度为150 s20 s,光脉冲上升时间不超过90 s,触发延迟不超过90 s,触发抖动在2 s范围内。给出了单次触发情况下脉冲氙灯电源输出的实验结果,验证了所采用的设计原理和技术方法的可行性。
加速器技术
BEPCⅡ储存环束团流强测量
邓庆勇, 曹建社, 叶强, 岳军会, 张丛, 王鹏飞
2014, 26: 075101. doi: 10.11884/HPLPB201426.075101
摘要:
针对北京正负电子对撞机二期工程(BEPCⅡ)原束团流强测量系统(BCM)不能稳定运行的问题,对系统进行了升级。利用高速ADC对束流位置探头(BPM)信号直接采样,在现场可编程门阵列(FPGA)内进行实时数字信号处理,进而得到加速器储存环内的束团流强值。基于反射内存网络,系统可以实现测量结果高速共享、实时显示。升级后系统实现了更高精度的测量,实时显示精度到0.1 mA,最佳测量精度达到10 A。通过对系统的触发时钟和算法结构调整,系统实现了长时间的稳定工作,正负电子储存环均实现了对束团流强的均匀性控制,提高了加速器的对撞亮度。
200 MHz质子带窗四翼型射频四极场加速器结构模拟研究
傅琪, 陆元荣, 王智, 朱昆, 郭之虞, 颜学庆
2014, 26: 075102. doi: 10.11884/HPLPB201426.075102
摘要:
根据束流动力学设计方案,使用电磁场计算软件CST Microwave Studio对带窗四翼型射频四极场(RFQ)结构进行了模拟研究,分析了加速腔结构参数对其物理特性的影响,得到了200 MHz质子带窗四翼型RFQ优化结构方案。该结构的比分路阻抗为79.5 km,模式间隔达25.802 MHz。与传统的四翼型RFQ比较结果表明:带窗四翼型RFQ具有较低的工作频率范围、良好的电稳定性以及较高的比分路阻抗。
激光与粒子束技术应用
激光重熔对等离子喷涂ZrO2-20%Y2O3热障涂层隔热性能的影响
孟庆瑞, 邹勇, 贾胜凯, 邹增大
2014, 26: 079001. doi: 10.11884/HPLPB201426.079001
摘要:
采用大气等离子喷涂(APS)技术在铝基体表面制备氧化锆(ZrO2-20%Y2O3,质量分数)热障涂层,并用脉冲激光对其进行重熔处理,研究了激光重熔对涂层组织形貌、物相转变和隔热性能的影响。研究结果表明激光的比能量对涂层的成型及性能有重要影响,过高的比能量会使涂层表面粗糙度增加,涂层成型变差。在选用合适的低比能量激光重熔条件下,扫描电镜观察结果表明经激光重熔可消除喷涂态涂层的孔隙和层状结构。对粉末和重熔前后的涂层进行了X射线衍射分析,结果表明喷涂及重熔过程中都没有发生相变;隔热试验结果表明重熔后涂层的隔热温度有所下降。
超硬磨料砂轮激光修整技术的现状与展望
邓辉, 陈根余, 周聪, 蔡颂, 李时春
2014, 26: 079002. doi: 10.11884/HPLPB201426.079002
摘要:
阐述脉冲激光修整技术的基本原理和特点,从超硬磨料砂轮激光修整技术的工艺参数优化、数值模拟仿真两方面对其研究进展进行综述,指出该技术目前正面临的主要问题,并对其发展方向进行预测和展望。超硬磨料砂轮激光修整技术目前已经取得了较大的进步,但基础科学理论、砂轮表面质量评价、在线精密修整技术等关键性技术仍然是该领域非常棘手的难题,有待对其进行更深层次的探索和研究。
激光投影显示中光棒匀光的照明光路设计
刘红, 王蔚生, 郑健
2014, 26: 079003. doi: 10.11884/HPLPB201426.079003
摘要:
在方棒照明系统的基础上,根据激光光源的发光特性和准直性,设计了一款用于激光投影显示的,基于光棒匀光的照明光路系统。此系统具有结构简单、开发周期短、加工成本低的优点。仿真结果表明:设计的激光投影机光能量利用率达到78%,均匀度达到85%,满足激光投影显示中对集光和照明的设计要求。
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《强》刊2014年第7期目录