强激光与粒子束
2024, 36(4): 043014
强激光与粒子束
2024, 36(4): 043011
1 大连理工大学 电气工程学院,辽宁 大连 116024
2 中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳 621900
3 天府创新能源研究院,成都 610000
4 国网综合能源服务集团有限公司,北京 100052
全膜脉冲电容器是脉冲功率系统的重要储能单元,其寿命影响着整个系统的可靠性。在脉冲工况下,全膜脉冲电容器的失效多为突发失效,且寿命的分散性较大。为探究全膜脉冲电容器老化失效机理,开展了其寿命试验及电场与温度场的仿真。利用LTD基本放电单元(Brick)实验腔体对电容器进行寿命测试并获得失效电容器,分析了失效电容在不同故障形式下的失效原因,并利用有限元分析软件对电容器局部“电场易畸变”区域进行了电场仿真,说明上述区域存在的畸变电场是发生绝缘介质击穿的主要原因;对电容器进行温度场分析,发现电容器温度与充放电频率成正相关,温度最高点位于电容器几何中心处附近,在充放电频率较低时,电容器温升不明显,说明在较低充放电频率下,电容器绝缘介质老化以电老化为主,而非热老化。
全膜脉冲电容器 寿命试验 老化 电场畸变 失效机理 all-film pulsed capacitor life test aging electric field distortion failure mechanism 强激光与粒子束
2024, 36(2): 025020
武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,湖北 武汉 430081
基于时域有限差分法仿真模拟了毫米级超材料的中远红外光谱响应,并结合电场散射效应分析了毫米方形图案的边缘电场分布对红外反射率的影响。通过参数扫描法优化得到了方形单元的最优厚度。将边缘区域离散化为独立单元,并将x、y方向分别设置为完美匹配层(PML)、periodic边界条件,通过迭代计算及加权叠加获得了毫米方形超材料的红外光谱响应及电场分布。结果表明,该超材料在2~16 μm内的红外反射率保持在81.9%以上,最高可达87.05%。当图案占空比相同时,单元周期的减小增强了超材料边缘区域的电场散射效应,导致其在8~10 μm远红外波段内的反射率保持在84.25%以上。实测结果与仿真结果较好地吻合,这为毫米级红外辐射抑制超材料的设计提供了新的思路。
光学设计 毫米级超材料 电场散射效应 时域有限差分法 中远红外高反射
1 北京邮电大学电子工程学院, 北京 100876
2 中国联合网络通信集团有限公司, 北京 100048
3 中讯邮电咨询设计院有限公司郑州分公司, 河南郑州 450007
4 中兴通讯股份有限公司, 广东深圳 510000
5 中国铁塔股份有限公司河南省分公司, 河南平顶山 467035
为更好地表征 5G基站电磁辐射水平, 本文针对电磁辐射预测方法进行研究, 提出了一种基于广义回归神经网络 (GRNN)模型的基站电磁辐射环境表征方法, 对基站周围的理论最大辐射点接地平面处的瞬时宽带电场强度进行预测。在给定天线发射功率、5G基站与其理论最大辐射点的距离和数据传输时间的情况下, 利用 80%的数据作为训练集, 20%的数据作为测试集, 所得平均绝对百分比误差(MAPE)为 0.087 1, 运行时间为 3~5 min, 表现出较好的预测精确度和较快的运行速度。与其他模型进行对比, 预测精确度和求解效率大幅提高, 且随着基站周围区域面积增大, 优势愈发明显, 具有很好的场景适用性。
基站电磁辐射 GRNN模型 电场强度 电磁环境表征 electromagnetic radiation of base station GRNN model electric field strength electromagnetic environment characterization 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(11): 1357
一种微光像增强器的抗电磁干扰能力弱,不能通过电磁兼容(electromagnetic compatibility, EMC)试验,因此推测其在战场的复杂电磁环境下很可能出现同试验结果一样的现象,即荧光屏闪烁、高亮、熄灭等,可能干扰夜视观察。为了满足 EMC要求,本文首先进行电磁兼容试验摸底,基于试验结果分析该像增强器的 EMC设计薄弱环节,确定了影响 EMC的关键因素,其次开展高频滤波、金属屏蔽和低阻抗接地等设计技术,最终在 200 V/m强电场抗干扰试验中,该微光像增强器在全频率范围内稳定显示,通过了测试,具备了抗电磁干扰能力。
微光像增强器 电磁兼容 电场辐射干扰 image intensifier, EMC, electric field radiation i
河北大学物理科学与技术学院, 河北省光电信息材料重点实验室, 河北 保定 071002
Trichel脉冲放电为电晕放电中一种常见的不稳定现象。 为了进一步揭示Trichel脉冲的放电特性和放电机理, 本文利用针板放电结构, 在气压为600 Pa的空气环境下研究了Trichel脉冲放电的光学特性。 在平均电流为20~300 μA范围内, 放电分为Trichel脉冲放电模式和正常辉光放电模式。 在Trichel脉冲放电模式下, 平均极间电压随着平均电流的增高而降低; 正常辉光放电模式下, 平均极间电压随平均电流的增高基本保持不变。 实验拍摄并得到了不同平均电流时的发光图像, 从阴极针尖到阳极平板区域分为负辉区、 法拉第暗区、 正柱区和阳极辉区。 随着平均电流的增加, 负辉区、 正柱区以及阳极表面的发光增强, 负辉区体积基本保持不变, 法拉第暗区长度逐渐增加, 正柱区长度逐渐缩小。 在Trichel脉冲消失时, 负辉区发光向阴极针尖收缩, 正柱区向阳极板贴近, 并且两个区域发光明显增强。 利用光谱仪在300~800 nm波长范围内测量得到了不同平均电流时的发射光谱。 其中在300~450 nm波长范围内的发射光谱强度较高, 为氮分子的第二正带系(C3Πu→B3Πg)和氮分子离子的第一负带系(B2Σ+u→X2Σ+g); 在650~800 nm附近发射光谱较弱, 为氮分子的第一正带发射谱(B3Πg→A3Σ+u)。 在此基础上, 根据N2(C3Пu→B3Пg )第二正带系发射光谱拟合得到了不同平均电流时氮分子的振动和转动温度。 结果表明, 分子振动温度和转动温度均随平均电流的增加而增加, 分子振动温度在3 900~4 500 K, 分子转动温度在430~450 K。 同时利用氮分子离子谱线391.4 nm和氮分子第二正带系谱线394.2 nm强度比计算得到了不同平均电流时的电场强度。 随着平均电流的增加, 电场强度升高, 在145~200 kV·m-1范围。 当Trichel脉冲消失时, 针尖附近分子振动温度和电场强度出现较为明显的升高。 此现象表明针尖附近的电子能量和电子密度随着脉冲的消失也出现了明显的升高。
Trichel脉冲放电 发射光谱 分子振动温度 电场强度 Trichel pulse discharge Emission spectra Molecular vibrational temperature Electric field 光谱学与光谱分析
2023, 43(10): 3041
Author Affiliations
Abstract
1 Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
2 School of Optoelectronic Science and Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China
Large-bandwidth, high-sensitivity, and large dynamic range electric field sensors are gradually replacing their traditional counterparts. The lithium-niobate-on-insulator (LNOI) material has emerged as an ideal platform for developing such devices, owing to its low optical loss, high electro-optical modulation efficiency, and significant bandwidth potential. In this paper, we propose and demonstrate an electric field sensor based on LNOI. The sensor consists of an asymmetric Mach–Zehnder interferometer (MZI) and a tapered dipole antenna array. The measured fiber-to-fiber loss is less than -6.7 dB, while the MZI structure exhibits an extinction ratio of greater than 20 dB. Moreover, 64-QAM signals at 2 GHz were measured, showing an error vector magnitude (EVM) of less than 8%.
thin-film lithium niobate electric field sensor QAM signal Chinese Optics Letters
2023, 21(12): 120041
1 新疆师范大学物理与电子工程学院, 新疆 乌鲁木齐, 830054
2 新疆计量测试研究院, 新疆 乌鲁木齐, 830011
在Semi-empirical方法AM1基组下研究了外电场(0~0.040 arb. units)作用下二溴一氯甲烷分子的光谱特征和解离特性:外电场对分子键长、偶极矩、总能量、能级分布规律、红外光谱等的影响;通过计算得到解离势能曲线。结果表明,沿着y轴方向加外电场,强度从0 arb. units增加到0.040 arb. units时: 二溴一氯甲烷分子键长明显拉长,分子偶极矩增大;总能量先增大后减小;能隙随着电场的增大而减小;红外光谱随外电场的增强出现红移或蓝移现象。此外,随着外加电场的增强,势垒降低,解离需要的能量逐渐减小,当外电场达到0.040 arb. units时,分子发生解离。计算结果说明分子1C-3Cl键在外电场下容易断裂,这为二溴一氯甲烷的降解提供了理论依据。
光谱学 解离势能 外电场 二溴一氯甲烷 spectroscopy dissociation potential energy external electric field dibromochloromethane