中国工程物理研究院 应用电子学研究所，四川 绵阳 621900
介绍了中国工程物理研究院应用电子学研究所针对磁约束聚变装置电子回旋共振加热（ECRH）系统、重离子加速器电子回旋共振（ECR）离子源以及前沿科技探索应用研制的28 GHz/50 kW连续波回旋管最新实验结果。研究团队在2019年该回旋管实现50 kW/30 s运行的基础上，通过结构优化和稳定性设计验证，最终实现了在10～50 kW功率范围多个功率水平的稳定长时间连续运行，典型运行结果为16 kW/3000 s、26 kW/900 s、46 kW/1800 s、50 kW/300 s，特别在输出功率32 kW连续稳定工作了400 min。这是国内首次研制出小时级连续工作的中等功率回旋管。
回旋管 电子回旋共振加热 ECR离子源 连续波 磁约束聚变 gyrotron electron cyclotron resonance heating ECR ion source continuous wave magnetic confinement fusion 强激光与粒子束
2024, 36(3): 033001
1 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所 合肥 230031
2 中国科学技术大学研究生院科学岛分院 合肥 230026
利用软X射线、中子注量检测诊断系统和偏振干涉仪（Polarimeter-interferometer，POINT）约束下的平衡反演算法（Equilibrium Fitting Algorithm，EFIT），对东方超环（Experimental Superconducting Tokamak，EAST）等离子体在离子回旋共振频率波（Ion Cyclotron Resonance Frequency wave，ICRF）在轴沉积加热下的锯齿周期，锯齿幅度，面处等离子体压强梯度，面的半径的变化情形进行了研究。研究发现，在轴沉积情况下，加入ICRF可以对锯齿起致稳作用（延长锯齿周期），锯齿周期与ICRF功率呈正相关；锯齿周期随着ICRF的加入或者ICRF功率的变化趋势，与锯齿幅度和面处等离子体压强梯度变化趋势大体上一致；要改变面半径，ICRF的功率可能需要到0.8 MW以上；在ICRF功率占比更高的加热条件下，锯齿周期和面半径随着ICRF功率变化更敏感；EAST中ICRF产生的快离子和导致的面半径的变化可能对锯齿行为有一定的影响。
东方超环 离子回旋频率波加热 锯齿模 EAST tokamak Ion cyclotron resonance frequency (ICRF) Sawtooth oscillation
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 研究生院, 北京 100088
为了实现高功率微波发生器的小型化, 开展了S波段低磁场相对论返波振荡器工作特性的研究工作。由于S波段返波振荡器频率低, 对应的电子回旋共振磁场强度也很低, 因此低磁场条件下面临着电子束传输效率低和束波互作用效率低两大问题。为解决上述问题, 采取下列措施: 通过加大电子束与器件内壁的距离, 提高电子束传输效率; 采用较深的慢波结构作为提取腔, 实现高束波互作用阻抗; 提取腔前采用浅深度慢波结构, 使提取腔区域的电子速度与微波相速同步。粒子模拟证明, 以上措施有效, 在引导磁场强度仅为0.17 T、电子束电压435 kV、电流6.5 kA的条件下, 该返波管获得功率为670 MW、效率约为25%的输出微波。相对于常规S波段相对论返波振荡器的磁场系统(B=0.8 T), 适用于该返波管的0.17 T低强度磁场系统螺线管外半径下降了20%, 能耗下降了约93.8%。
高功率微波 相对论返波振荡器 低引导磁场 特殊慢波结构 电子回旋共振 high power microwave relativistic backward wave oscillator low guiding magnetic field special slow wave structure electron cyclotron resonance 强激光与粒子束
2019, 31(3): 033001
本文主要分析了作为分子束外延碲镉汞的碲锌镉衬底的表面预处理工艺。湿化学处理工艺主要目的是去除衬底表面损伤层，0.5%溴甲醇溶液的腐蚀速率为7 nm/s，但腐蚀的同时会形成表面富Te 层和氧化层，氧化层的厚度随溴甲醇的浓度增加而增加；高温热处理工艺主要是消除湿化学腐蚀形成的富Te 层和氧化层，340℃的高温处理可去除表面氧化层；也可以直接通过回旋共振等离子体处理衬底表面，形成化学计量比正常的干净表面。
碲锌镉 表面预处理 湿化学腐蚀 热处理 回旋共振 CdZnTe surface pretreatment wet etching thermal treatment electron cyclotron resonance(ECR)
中国科学院 等离子体物理研究所, 合肥 230031
从一套用于回旋管测试台的基于脉冲阶梯调制(PSM)技术的-60 kV DC/50 A高压电源入手，提出了一套基于单片机和现场可编程门阵列(FPGA)的控制系统设计，不仅满足了电源系统各种运行尤其是1 kHz调制的要求以及各种监控的要求，还满足了回旋管测试台的各种逻辑控制与快速联锁保护的要求。最终测试结果表明: 该套电源及控制系统逻辑结构清晰，操作简洁，运行可靠，能够满足测试台系统对高压电源各项逻辑控制、精确定时控制、快速保护等控制要求。
电子回旋 脉冲阶梯调制 控制系统 现场可编程门阵列 electron cyclotron resonance heating pulse step modulator control system field programmable gate array 强激光与粒子束
2017, 29(5): 055002
北京大学 核物理与核技术国家重点实验室， 北京 100871
介绍一台2.45 GHz永磁强流电子回旋共振离子源，其外径160 mm，高90 mm，放电室直径70 mm，高50 mm。微波馈入采用介质耦合方式，微波窗由一块50 mm×10 mm柱形BN和两块30 mm×10 mm的柱形陶瓷构成。离子源工作在脉冲模式下，采用三电极引出系统，最高引出电压达到100 kV，在微波输入功率300 W、进气量0.4 mL/min时，可引出峰值超过30 mA的氮离子束，在距离离子源引出孔1200 mm位置处的束流均匀区直径大于200 mm。
电子回旋共振离子源 微波窗 表面处理 引出系统 electron cyclotron resonance ion source microwave window surface treatment surface treatment extraction system 强激光与粒子束
2012, 24(12): 2911
武汉工程大学 材料科学与工程学院, 等离子体化学与新材料湖北省重点实验室, 武汉 430073
分别应用郎缪尔双探针和离子灵敏探针对非对称磁镜场电子回旋共振氧等离子体的电子参数、空间分布和离子参数进行了测量, 分析了气压对等离子体参数及空间分布的影响。利用该等离子体在优化的气压条件下对化学气相沉积金刚石膜进行了刻蚀, 并研究了刻蚀机理。结果表明：电子温度为5～10 eV,离子温度为1 eV左右, 而等离子体数密度在1010 cm-3数量级。随气压的升高, 电子和离子温度降低, 而电子数密度先增大后减小。在低气压下等离子体数密度空间分布更均匀, 优化的刻蚀气压为0.1 Pa。刻蚀过程中, 离子的回旋运动特性得到了加强, 有利于平行于金刚石膜表面的刻蚀, 有效地保护了金刚石膜的晶界和缺陷。
非对称磁镜场 电子回旋共振 氧等离子体 刻蚀 化学气相沉积 Non-symmetric magnetic mirror field electron cyclotron resonance oxygen plasma etching chemical vapor deposition
中国科学院半导体研究所 超晶格国家重点实验室, 北京 100083
掌握微波辐照下的电子态性质是理解高迁移率二维电子气在低磁场区的纵向电阻振荡和零电阻态等新奇物理现象的关键.基于反射率测量的微波回旋共振技术(RODCR), 研究了高迁移率、低浓度GaAs/Al0.35Ga0.65As二维电子气在Ka波段微波辐照下的电子态性质.通过在不同条件下的RODCR测量, 具体讨论了微波交变电场方向、入射激光波长和温度等因素对RODCR测量结果的影响规律.研究结果表明, RODCR测量技术为研究二维电子系统的电子态性质提供了简便而有力的手段.
微波 反射率 二维电子气 回旋共振 microwave reflectance two-dimensional electron gas(2DEG) cyclotron resonance
延边大学 理学院 物理系,吉林 延吉 133002
采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-CVD)技术,以CH4和H2为源气体,硅片为衬底制备了碳膜。利用拉曼光谱仪和扫描电子显微镜成功研究了基板偏压、沉积时间、CH4浓度等工艺参数的改变对碳膜絮状结构的影响。通过分析碳膜结构和形貌,得出纳米絮状碳膜的最佳工艺参数。通过电流密度-电场(J-E)曲线 和Fowler-Nordheim(F-N)曲线,研究了CH4浓度对纳米絮状碳膜的场发射特性的影响。随着CH4浓度的增加,碳膜的阈值电场逐渐降低,发射电流密度逐渐增加。
电子回旋共振化学气相沉积 纳米絮状碳膜 场发射特性 electron cyclotron resonance plasma chemical vapor carbon-film of nano-catkin field emission
