1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
3 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
磁悬浮热解石墨片的光驱转动提供了一种光能向动能转换的途径,对该现象的研究在能量转换领域中具有重要意义。使用等效磁荷法计算永磁体磁场的空间分布,接着对热解石墨片的受力、扭矩及势能分布进行了理论计算。基于此,对圆形热解石墨片在嵌套的圆柱形永磁体上的光驱转动现象进行计算分析和解释。研究发现,当嵌套的圆柱形永磁体严格同轴时,圆形热解石墨片在激光照射下不会发生光驱转动现象。但嵌套的永磁体在装配时不可避免地会产生一定的偏心量,导致磁场分布不对称,使得圆形热解石墨片的扭矩随着激光照射点呈周期性变化,因此产生了光驱转动现象。
物理光学 磁悬浮 热解石墨片 永磁体 光驱转动 激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0126001
南京理工大学 智能弹药技术国防重点学科实验室, 南京 210094
针对常规弹药脉冲激光周向探测系统无法精确获取目标方位信息的问题, 设计了基于磁电检测的单光束激光引信全向方位角探测方案.对磁电检测系统进行建模, 建立圆柱形永磁体转动磁场模型, 推导出磁阻传感器所测位置磁场的解析式, 验证所测磁场为一正弦磁场信号.依据此正弦信号, 设计了上升沿阈值周期检测算法, 并运用FPGA与TDC-GP21对激光回波出现时间与电机转速信号周期进行高准确度时间间隔测量实现方位角的解算.依据方案设计原理样机并编写上位机程序, 进行方位角探测实验.实验结果表明: 磁电检测系统采用多重屏蔽方法, 能有效抑制电磁干扰; 并能实时监测电机转速, 实现方位角解算, 方位角解算误差在±2°以内.满足激光引信方位角测量的高准确度、抗干扰能力强等要求.
脉冲激光探测系统 激光引信 磁电检测 永磁体 磁场模型 时间测量 方位角 电磁屏蔽 Pulsed laser detection system Laser fuze Magneto-electric detection Permanent magnets Magnetic model Time measurement Azimuth Electromagnetic shielding
1 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室, 合肥 230029
2 华中科技大学 强电磁工程与新技术国家重点实验室, 武汉 430074
3 中国科学技术大学 核科学技术学院, 合肥 230029
基于自由电子激光(FEL)的太赫兹源具有高功率、高效率、波谱范围宽且连续可调、波束质量好等显著优点, 目前是获得最高输出功率的方法。紧凑型太赫兹源使整体装置小型化, 减少了装置成本和占用空间, 但依然可以提供高功率、高品质的太赫兹波束, 是一种便利可靠的用户装置。由于空间限制, FEL上的磁铁要尽可能地减小其尺寸, 并仍能满足束流参数设计要求。本文设计的四极磁铁磁轭孔径与有效长度, 其中2块是64 mm×100 mm, 另外3块是45 mm×100 mm。这些四极磁铁的磁场梯度可以达到0.6~1.9 T·m-1。采用Poisson和Oprra-3D软件进行四极磁铁的二维和三维仿真计算, 设计优化四极磁铁的结构, 并测量了加工完成后的四极磁铁的磁场。
太赫兹源 自由电子激光 四极磁铁 磁场测量 THz source FEL quadrupole magnets magnetic field measurement 强激光与粒子束
2016, 28(11): 115101
浙江师范大学精密机械研究所, 浙江 金华 321004
考虑现有旋转发电机无法适应高/匀速旋转运动且振动冲击/ 噪音大、可靠性低等弊端, 提出了一种由旋转磁铁激励的压电俘能器, 并从理论及试验两方面研究了旋转磁铁数量(间距)对激振力及压电振子发电特性的影响规律。结果表明, 在其它条件确定的情况下, 存在使激振力最大的最佳旋转磁铁间隙比(磁铁直径与相邻磁铁间距离之比); 间隙比为2时的激振力幅值为间隙比为0和4时的6.2倍。采用2,12,24个旋转磁铁激励发电时, 电压-转速特性曲线中均存在多个使输出电压出现峰值的最佳转速, 其中最大峰值电压及其所对应的最佳转速分别为29.4,87.2,28.4 V和1 282.5,707.5,2451 r·min-1; 12个旋转磁铁激励的最大输出电压为其它两种情况的3倍。此外, 压电振子一次激励所生成电能(波形数量及幅值)还与旋转磁铁数量及转速有关。2个旋转磁铁在低转速时仅能激励出1个较大幅值电压波形, 而高转速时可生成4个幅值较大的自由振荡波形; 12个磁铁在任何转速下都仅能激励出1个电压波形。实验显示动磁铁数量是影响旋转压电俘能器发电量及输出功率的关键要素。
压电俘能器 旋转激励 磁铁间距 输出电压 piezoelectric energy harvester rotating excitation Number of Rotating Magnets(NRMs) generated voltage
中国科学院 上海应用物理研究所, 上海 201204
对国产Sm2Co17永磁铁(XG30/20)研制工艺进行了改进，对三种成型-烧结设计所得到的永磁铁样品(65 mm×27 mm×7.2 mm)进行了测试与分析，结果表明，磁性能有所改善，磁矩一致性和稳定性良好，获得了国产真空波荡器Sm2Co17永磁铁的优化成型-烧结设计和磁场分布规律数据，对永磁铁实验研究结果原理进行了解释。
真空波荡器 永磁铁 磁性能 磁场分布 退磁率 in-vacuum undulator magnets magnetic properties magnetic field distribution demagnetization rate
1 绵阳师范学院 物理与电子工程学院， 四川 绵阳621000
2 中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所， 四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳621900
4 绵阳西磁磁电公司， 四川 绵阳 621000
制备了一种NdFeB永磁材料，探讨了制粉前处理方式对粉末离散性、粒径及成品NdFeB永磁体结构与性能的影响。原材料经熔炼、粗破碎后，采用高速风选和高压氢爆2种制粉前处理方式，然后采用同样的成型、烧结和回火工艺制备得到(PrNd)32.3Nb0.70Al0.60Cu0.20B1.03Fe65.17合金，并系统研究了该合金的显微结构和磁性能。结果表明:高压氢爆处理后得到的粉末粒度呈单分散性，粉末粒径较细，所制备得到的磁体样品的微观结构均匀性也较好;高压氢爆处理后制得的磁体样品剩余磁通密度比高速风选制粉方式得到的磁体样品高0.047 T，内禀矫顽力高 193.4 kA·m-1，最大磁能积高24.6 kJ·m-3。
NdFeB磁体 离散分布 微观结构 风选 氢爆 NdFeB magnets discrete distribution microstructure air classification hydrogenation decomposition
1 哈尔滨工业大学 低温与超导技术研究所, 哈尔滨 150001
2 劳伦兹伯克利国家实验室, 加利福尼亚 94720, 美国
超导磁体失超过程的过电压准确分析是失超保护系统设计的基础。对于分段保护的超导螺线管磁体, 在传统椭球形正常区失超传播模型的基础上, 将3维温度计算结果映射到1维导线方向上, 确定沿导线的温度分布, 进而计算出各匝电阻。将线圈看作以匝为单位的电阻和电感组成的电路, 计算出沿导线的电阻电压、电感电压以及合电压瞬态分布, 较准确地估计了失超过程中最大对地电压、层间电压和匝间电压。利用该方法对某分段保护的螺线管磁体进行了计算, 获得了失超过程中磁体内部过电压；发现磁体内部的电压分布由方向相反的电感电压和电阻电压共同决定；以单段正常区电阻电压作为该磁体对地电压过于保守。
超导磁体 失超保护 分段保护 失超模拟 过电压 superconducting magnets quench protection multi-sectioned protection quench simulation over voltage
西北工业大学理学院光信息科学与技术研究所，陕西省光信息技术重点实验室，陕西 西安 710072
提出了可用于四频差动激光陀螺法拉第室的永磁体双磁环结构，用以产生较强且均匀的轴向磁场。推导了永磁体磁环轴线上磁场分布的解析式，理论并实验证明了该解析式的正确性。引入磁场均匀度概念，提出了类亥姆霍兹线圈的双磁环结构，模拟了磁环间距对磁场分布的影响，数值计算了不同均匀度下双磁环结构的磁场分布特征。在此基础上，针对四频差动激光陀螺法拉第室的要求，给出了适用的设计方案。
光学器件 磁场均匀性 面磁化电流密度 永磁体双磁环 法拉第室 四频差动激光陀螺
用Lie代数方法分析了带电粒子束在二极磁铁中的非线性传输,包含了空间电荷效应.粒子在相空间中的分布采用K-V分布.轨迹分析的结果做到二级近似,根据需要,还可以扩展到三级或更高级近似.在分析中,将磁铁沿中心轨道分成若干小段.在每个小段上利用所得公式进行轨迹计算,得到自洽的解.然后重复此过程,作下一小段的计算,直到最后一个小段为止.
二极磁铁 强流束 非线性 Lie映射 Dipole magnets Intense beams Nonlinear Lie map
