报导了一种钇钡铜氧(YBCO)高温超导薄膜中远红外光探测器.在中远红外波段,利用北京自由电子激光对其响应特性进行了实验研究.对于微桥尺寸为210μm×70μm×0.3μm的样品,测量了电压响应、谱响应和时间响应.实验表明,在液氮温度下工作的YBCO高温超导光探测器不仅具有快速响应、较高灵敏度的特点,而且具有良好的宽带特性和较好的稳定性.

针对远距离激光干涉成像中条纹的形成进行了研究.分析了成像所需条纹的特点,表明干涉条纹成像系统的带宽决定于条纹的空间带宽.讨论了传统的迈克尔逊干涉仪结构在激光干涉成像中应用的不足之处,并在迈克尔逊干涉仪的基础上,提出一种变形的光路结构,用于在远距离上形成圆对称环状干涉条纹,同时报道了利用该变形结构在约50m的距离上观察到的条纹,表明了该光路结构的可行性.

分析了连续激光辐照ZnSe/MgF₂/K9滤光片引起透射特性的变化.在室温条件下,用波长0.632 8μm激光作为探测光束,测量了1.06μm连续激光辐照ZnSe/MgF₂/K9滤光片温升引起薄膜折射率的改变,导致探测光束通过干涉滤光片后透过率的热致非线性变化.在光斑直径0.75mm条件下,测量了不同功率激光辐照ZnSe/MgF₂/K9滤光片引起温升随时间的变化.在激光功率30W,辐照时间2.52s条件下,实验观测到ZnSe/MgF₂/K9滤光片薄膜破坏温度约为90℃,辐照时间10s时干涉滤光片形成的薄膜龟裂形貌.

介绍了用BOXCARS技术测量CH4/air火焰的温度.给出了甲烷气体不同流量下和火焰不同高度处的温度测量结果,分析了温度随甲烷气体流量变化和火焰高度变化的变化趋势,根据实际的实验参数计算了相应的空间分辨率.实验结果表明:利用BOXCARS技术可进行高精度、高空间分辨的温度测量.

分别以ZrOCl₂*8H₂O和正硅酸乙酯为原料,采用溶胶-凝胶工艺制备了性能稳定的ZrO₂和SiO₂溶胶.用旋转镀膜法分别在K9 玻璃和单晶硅片上制备了ZrO₂/SiO₂多层膜.采用溶剂替换和紫外光处理等手段,有效地解决了ZrO₂/SiO₂多层膜中膜层开裂和膜间渗透等问题.应用扫描电子显微镜观测了薄膜的表面和剖面微观形貌,并用椭偏仪测得薄膜的厚度和折射率,研究了薄膜厚度、折射率与热处理温度、紫外光处理时间的关系,对所获得薄膜的紫外-可见、红外光谱进行了分析.用输出波长1064nm,脉宽15ns的电光调Q激光系统产生的强激光进行了单层膜的辐照实验,结果发现溶剂替换后激光损伤阈值有所提高.

针对高功率激光器中非均匀光斑热致变形导致光轴偏转的问题,提出用相变致冷镜作为腔镜来减小镜面变形峰谷值和角向偏转,在2kW连续二氧化碳激光器上进行了热变形和光束漂移实验.实验表明,与普通实心硅镜相比,相变致冷镜镜面温度分布更均匀,可有效地减小镜面偏转角和光斑中心漂移,提高远场光束质量.

以Cl/Cl₂/HN₃/He为基础的NCl(a1Δ)/I作为一种化学激光新的体系,氯原子产生的多少对该体系的研究是至关重要的.利用滴定法研究了微波解离氯分子的解离效率.用HN₃/He滴定Cl,由光学多通道分析仪监测NCl(a1Δ)和NCl(b1Σ)辐射的荧光.发现微波解离氯分子的效率并不是想象的那样低,在较小的氯流量下,最高的解离效率可以达到100%.

针对目前毛细管放电X 光激光装置产生的预脉冲电流幅值过大、持续时间较短的问题,提出了增加预脉冲开关抑制原有预脉冲,再外加由脉冲成形网络组成的预脉冲发生器,产生所需预脉冲的改造方案.可在主脉冲来临之前产生幅度10～50A,持续时间约17μs的方波预脉冲电流,来满足毛细管放电泵浦类氖氩X光激光实验的需要.

通过对由比例(P)、积分(I)和微分(D)三个单元组成的PID调节器基本原理的介绍,指出合理设定PID调节器的参数是消除扰动的影响并实现腔镜快速、准确而稳定地移动的关键.实验结果表明,在调腔过程中应用PID技术,提高了静态时谐振腔各腔镜的同心度,而且在一定程度上保证了出光过程中谐振腔内各个腔镜的同心度,使得减小远场光斑的漂移和变形成为可能.

评述了激光聚变主放大器能源系统的演变过程.在简要评述传统能源系统的基础上,重点指出目前正朝向建立大型的能源组件实现模块化的方向发展,以减少系统元件数目,降低造价.结合NIF和神光Ⅲ原型能源模块的设计思路,述评了减少元件数目、降低造价、建造大型储能模块,以及采用大容量转换开关所带来的技术挑战和解决办法.同时指出开展能源单元技术(包括性能、风险、价格)研究是十分必要的.

叙述了高速摄影在阳加速器喷气Z-pinch实验中测量等离子体向心运动时的应用,用高速变像管扫描相机首次拍摄到阳加速器喷气负载为氖气状态下产生等离子体压缩过程的扫描像,该扫描像的时间分辨本领很高,可以观察到等离子体内爆压缩阶段整个过程,测得了该过程的直径随时间连续变化曲线.

利用一维多群辐射输运程序对辐射在CH泡沫中的传输过程进行了数值模拟,给出一些细致的物理图像和定量结果.在一定的入射辐射流条件下,密度变化对辐射传输特征、辐射加热介质的热力学平衡弛豫过程有重要影响.随着密度下降,辐射由亚声速传输转变为超声速传输,辐射在传输过程中的能谱形状也不同.

采用自悬浮定向流法制备金属铜纳米微粒,并用TEM,XRD和AES等分析手段研究了铜纳米微粒的形貌、粒度、结构及其表面氧化层特性.结果表明,在一定的参数条件下采用自悬浮定向流法可制备出单晶纳米铜微粒,并且通过工艺参数的调控可达到对微粒粒度的控制.

提出了一种高频率和高功率的渡越时间振荡器,并且对其进行了理论和数值研究.这种振荡器采用同轴结构,功率容量大,不需要外加引导磁场聚焦电子束,波束相互作用区短,保持了传统渡越时间振荡器在结构上的简单性和输出信号的稳定性;运用电压为225kV和电流为11kA的电子束进行模拟,在X波段获得了峰值功率为1.4GW,频率为8.335GHz的微波输出.

采用谐波互作用的行波管二维大信号非线性理论,建立了高频电路结构和外部工作条件零散模型,对影响增益、相位频率特性的主要因素进行了理论分析和数值计算,开发了可动态实时显示行波管工作状态的可视化科学计算软件,并利用该软件全面地分析了某管型的幅相一致特性,为新近研制的幅相一致行波管提供了很有价值的计算结果.

北京自由电子激光目前所用热阴极微波电子枪输出的电子束,在经过加速管加速后,位于微波脉冲前沿的电子束团存在能量偏高的现象,使得这部分电子无法对FEL增益做贡献.根据实验数据,分析了造成该现象的原因,提出一种可行的改进措施,即通过降低微波谐振腔的品质因数缩短建场时间,来消除该现象,以便提高整个装置的输出性能.

为"闪光二号"加速器研制了新的二极管系统, 其电子束能注量比原二极管系统大3倍多.该系统由带滑闪开关的二极管、漂移管、脉冲磁场和真空靶室等部分组成, 通过减小阴极直径、增大轴向磁场强度和磁透镜比,调节滑闪开关距离和预脉冲开关气压等技术措施, 使二极管具有高能注量电子束输出的稳定工作状态, 在Marx发生器充电电压70kV条件下,在距阴极22cm的靶上获得了总能量21.5kJ、束斑直径52mm和能注量1.01kJ/cm2的电子束输出.

在估计合肥光源新注入系统中回形镀膜陶瓷真空室的耦合阻抗时,对于规则轴对称边界,可以采用场匹配技术求解柱坐标系中Maxwell方程得到耦合阻抗解析表达式.对于非规则形状,解析求解困难,须根据同轴线方法测量纵向阻抗基本原理,数值计算镀膜陶瓷真空室耦合阻抗.计算结果表明,陶瓷真空室内表面镀金属膜可以大大降低束流耦合阻抗,但镀膜陶瓷真空室仍是合肥光源储存环的主要阻抗来源之一.

对轴线起爆式螺线管型爆磁压缩发生器进行了理论模型研究,建立了爆炸管的一维爆轰驱动模型、螺线管内空间磁场强度分布模型、爆炸管外表面磁压力模型和发生器系统的等效电路模型等,对此类发生器的物理过程进行系统描述.在此基础上,编制了相应的零维数值模拟程序CEMG 1.0,利用该程序分别对四种不同模型参数的发生器进行了理论计算和参数优化,并对其中一模型发生器爆炸管外表面的磁压力及其引起的剩余电感进行了计算,给出了剩余电感与初始输入条件及负载电感的关系,从而得到该模型的输出性能极限.对理论模型的正确性进行了实例验算证明.

介绍了一套基于切伦科夫辐射的用于强流短脉冲电子束束斑实时测量的装置.切伦科夫辐射体采用厚度为0.5mm、直径为80mm的石英玻璃,背面经过磨砂处理,安装在磁密封真空传动装置上,可以随传动杆上下左右转动.切伦科夫光经滤光片后由CCD相机进行接收,图像信号经CA-MPE-1000F(H)型黑白图像采集卡读入计算机进行处理.报告了在中国工程物理研究院流体物理研究所的12MeV LIA和2MeV注入器上进行的束斑测量实验结果.

研制了一种耦合系数0.8,次级输出电压500kV的空芯带绕式脉冲变压器,并进行了理论和实验的初步研究.此种变压器具有结构紧凑、体积小和电性能好的优点,已用作升压变压器给脉冲调制器的水介质Blumlein线充电.在调制器的真空二极管上已获得450kV,40kA、半高脉宽大于80ns的高电压脉冲.

在理论分析的基础上,开发了直线感应加速器束流崩溃不稳定性数值模拟程序.描述了利用该程序开展的研究工作,这些研究揭示了束流崩溃不稳定性的一般规律,分析了相关参数对束流崩溃不稳定性的影响,最后提出了直线感应加速器束流崩溃不稳定性抑制方法.

合肥国家同步辐射实验室正在开展储存环相干谐波自由电子激光研究,并对原来的光学速调管进行了改造.磁场的垫补和测量方法由原来的整体测量改为分段进行,垫补的使用使各段积分场及位相误差都尽可能小.详述了合肥储存环的光学速调管辐射段磁场垫补的三种方式,测量了垫补前后不同间隙下积分场分布、位相误差及横向均匀度,各项指标都达到了要求.同样的方法将用于色散段和调制段磁场垫补与测量中,为相干谐波自由电子激光研究提供实验保障.

200keV Xe⁺离子辐照使单晶YSZ由无色透明变成紫色透明,结果表明,能量为200keV,注量为1×10¹⁷cm^-2的Xe+离子辐照YSZ单晶产生的损伤高达350dpa,在损伤区产生高密度的缺陷,但仍然没有发生非晶化转变.吸收光谱测试结果表明,产生吸收带的注量阈值大约为10¹⁶cm-2.注量为1×10¹⁶cm^-2和1×10¹⁷cm^-2的样品,吸收带峰值分别位于522nm和497nm.光吸收带可能与Zr阳离子最近邻的氧空位捕获电子形成的F型色心和Y阳离子近邻的氧离子捕获空穴形成的V型色心有关.

介绍了多脉冲叠加高压系统的核心部件:一个双次级绕组高压脉冲变压器,它能形成多路脉冲并叠加合成为梯形脉冲波,从而改善了波形的上升下降沿.该系统输出电压由3个衰减正弦波叠加而成,脉冲幅度大于100kV,脉冲宽度2～5μs.同时,在双次级绕组高压脉冲变压器上设计一个小型结构型电容分压装置,解决了变压器与其它装置对接装配后高压的监测和测量.

在自行研制的纵吹式场畸变型气体开关上,开展了大电流、大电荷传递量重复频率实验研究,已实现的开关最大工作参数为:电压100kV,电流85kA,电荷传递量0.6C/脉冲,重复频率10Hz,单脉冲能量5kJ.结果表明,气流流速、电极烧蚀及绝缘筒污染对开关重复频率和工作寿命有较大影响.