发现和分析了氧碘化学激光中的增益光导效应.碘注入的不均匀等导致增益在该方向的不均匀.采用预混模型和Fabry-Perot腔模型,推导了碘不均匀分布情况下的单重态氧的产额和激光束横向分布的解析表达式.计算结果表明,由于增益光导效应,引起激光横向分布的变化,可导致光束在碘注入方向的倾斜,以及输出功率的下降.

利用自发Raman散射光谱对射流式氧发生器的单态氧产率进行了测试,研究了稀释气体对于发生器产率的影响,并分析了造成影响的原因.

分析了大功率激光器可供选择的几种腔型的动力稳定区.并对最近报道的两种固体激光腔型进行了评价,指出了存在的问题,提出采用小曲率半径的凹面镜和一凸面镜构成谐振腔是设计大功率高亮度固体激光器的较好方案.

研究了受激布里渊散射对纳秒激光脉冲的光限幅效应.针对四氯化碳介质研究了受激布里渊散射对2ns激光脉冲的光限幅和稳定输出能量的特性,给出了光限幅特性及输出能量与光限幅介质的结构参数之间的关系.对于输入能量波动范围在 13%的激光脉冲,实验获得输出能量波动范围为 7%,与理论分析的结果基本符合.

介绍了基于运动补偿的红外目标运动分析方法.阐述了运动补偿的必要性、过程原理和实现方法,并用之于对红外运动目标的视频跟踪,通过用背景运动量补偿目标的相对运动量,得到明确而直观的目标运动轨迹,有效地揭示了目标运动的内在规律,为红外目标的轨迹预测与跟踪提供了更有效的分析依据.

分析了激光在湍流大气中传输时,若光束波前中出现相位不连续点,自适应光学校正能力降低的原因,通过数值模拟计算了当光束波前中出现相位不连续点时对自适应光学校正的影响,表明在传输过程中出现不连续点的情况下,为了提高自适应光学的校正能力,必须要考虑不连续相位的影响.

采用溶胶-凝胶工艺制备了SiO2与ZrO2单层介质膜，用输出波长1.06μm，脉宽15ns的电光调Q激光系统产生的强激光进行辐照实验。观察了光学薄膜经强激光辐照后的损伤情况，讨论了溶胶-凝胶光学薄膜在强激光照射下的损伤机理，提出了溶剂替换、紫外光处理、添加有机粘接剂等提高溶胶-凝胶光学薄膜激光损伤阈值的方法.

介绍了基于速度调制技术的均匀软X射线多层膜制备方法,并采用该方法在直径为150mm的平面硅基板上制备出Mo/Si多层膜,其中心波长为13.5nm,膜厚空间非均匀性优于1%,较转盘匀速溅射方法制备的多层膜膜厚空间均匀性提高了近6倍.

对高功率二极管封装工艺中的焊接技术进行了研究,掌握了高真空下利用蒸发沉积制备铟(In)焊料的方法,在不加助焊剂的情况下进行了多层焊接实验,并对封装的连续、准连续激光器进行了性能检测.结果表明,利用In和In-Sn合金的多层焊接技术进行激光器封装的方法是切实可行的.

采用二维粒子模拟方法,研究了短脉冲强激光在稀薄等离子体中传播时电磁类孤立子的产生和时空演化过程.通过分析电磁场与等离子体波的非线性能量交换和激光场的频率谱结构等,给出了电磁类孤立子形成的基本物理图像,讨论了等离子体参数对电磁类孤立子形成的影响.模拟结果表明:类孤立子的形成是由于局部电磁波振荡频率减小至等离子体频率引起的,初始等离子体密度越高越容易形成空间局域结构.

对用于ICF驱动器分频光栅的刻槽深度进行了优化,使其具有更优的分频效果.在此基础上,对制作工艺带来的占空比误差和塌边结构进行了分析,给出了分频光栅具有良好分频效果时工艺上所能允许的误差范围.

采用相对论量子力学GRASP2程序,扩展平均能级EAL模型,有限核模型,考虑Breit和QED的高阶微扰修正,系统地研究了类硼等电子序列磁偶极M1 1s²2s²2p²P_{3/2—²P1/2(Z=10～100)光谱跃迁的精细能级结构间隔,跃迁概率和振子强度,所得结果和最近的实验数据及理论计算值进行了比较.计算结果表明:在ICF高温高密度激光等离子体中磁偶极矩M1跃迁几率过程不容被忽视.}

分析了两个ESD标准电流波形表达式,并提出一个新的基于脉冲函数来描述ESD标准电流的解析表达式,该表达式符合最新的标准IEC61000-4-2,在零时刻的电流及其微分部为0,且波形与实际测量波形基本吻合.

运用物理光学分析方法,对使用7单元的扇形喇叭一维阵列和角锥喇叭或圆锥喇叭三角形阵列喇叭束作为单偏置抛物面天线的馈源,空间合成高功率微波进行了比较研究,数值分析表明在阵元输入功率、口面最大场强、天线口径、净空间及天线边缘照度相同,且阵列馈源具有准轴对称主瓣条件下,扇形喇叭构成的一维阵列馈源与单偏置抛物面组成的天线系统的方向性系数和溢出效率优于采用角锥喇叭三角形阵列馈源或圆锥喇叭三角形阵列馈源的天线系统.若将喇叭束直接作为辐射天线使用,由于圆锥喇叭三角形阵列方向性系数对阵元间相位波动的稳定性较好,而更具优势.

在传统谐振法基础上发展了一种计算慢性结构(SWS)冷腔参数的脉冲响应法,它的主要思想是利用有丰富谐波成分的窄脉冲作为激励源来代替实验系统中的扫频源,从而使得获取RBWO的色散曲线速度大大加快.这种方法使得脉冲响应法成为计算SWS冷腔参数的一种快速数值算法,更加适合于数值计算,并在研究HL-RBWO时得到有效的应用.

通过数值模拟,给出了一种求解矩形波纹过模周期慢波结构TM_0n模的色散关系的简便方法;研究了周期慢波系统平均半径、波纹周期、波纹幅度等结构参数对本征模式色散特性的影响;讨论了周期慢波系统中表面波与体积波的存在条件;分析了过模周期慢波系统仍能工作在单模状态下的原因.结果表明,过模周期慢波系统中,当结构参数满足一定条件,且与束电压、束半径匹配,使电子束与TM₀₁模同步点位于π模附近,此时TM₀₁模的总场是表面波,在两种选模机制作用下系统可实现TM01单模工作.

应用时域有限差分法模拟计算了电磁脉冲对窄缝和窄缝腔体的线性耦合过程.通过定义能量耦合传输系数,分析耦合能量随窄缝宽度和厚度及时间的变化关系,得出在正弦波调制的高斯脉冲源激励下,窄缝和窄缝腔体的耦合共振特性.

叙述了高功率微波的远场测量方法,并加以改进.采用改进后的方法对本实验室反射三极管装置所激励的高功率微波进行了测量,测得了辐射方向图,得到了辐射功率,分析了辐射模式.测量结果表明:微波辐射功率超过300MW,辐射频率为2.8GHz,微波脉宽约150ns,辐射模式包含TE₁₁等模式.

简要分析了反映高能注量电子束品质的主要参数在诊断上的技术困难,重点介绍了高能注量电子束参数诊断的三种参数的测量方法,包括内过滤法对电子束瞬态有效入射角的测量、法拉第筒阵列对时间分辨的电子束流密度的测量和石墨量热计对电子束总能量的测量并校正.在闪光二号加速器二极管间隙电压为1.08MV和电流为484kA条件下,距阴极20.5cm处直接测量的总束能19.1kJ,经校正后为22kJ.测量还给出了不同时刻束截面上的径向和角向束流密度分布,而束斑中心处的能注量高于平均值约13%.在磁透镜比为3.5的条件下,电压峰值(1.2MV)时刻测得的电子平均入射角73°.实验和计算都表明,影响平均入射角的因素主要是电子能量、磁透镜比及靶位.

介绍了HIRFL主加速器SSC高频腔体功率馈入耦合匹配系统的研究,实验结果表明,通过改变耦合环角度可更好地实现高频腔体和高频发射机之间的匹配,提高了高频腔体电压和高频发射机的工作效率.

给出用"闪光二号"加速器高功率离子束轰击¹⁹F靶产生6～7MeV准单能脉冲γ射线的实验结果;提出采用离子束传输法分离和降低轫致辐射干扰的方法,利用闪烁体探测器和半导体探测器,测出质子传输不同距离后轰击C2F4靶产生的6～7MeV准单能脉冲γ射线信号以及相比轫致辐射的延迟时间;介绍了模拟材料的软X射线的热-力学效应等方面的高功率离子束的应用,给出一些实验和理论计算结果.

介绍了 "神龙一号"直线感应加速器物理设计的主要考虑."神龙一号"加速器是一台电子直线感应加速器,由3.6MeV感应迭加型注入器、72个感应加速腔、脉冲功率系统、束流输运和聚焦系统、控制系统和真空、绝缘油、绝缘气体以及去离子水系统组成.能产生20MeV、束流大于2.5kA,脉冲宽度为60ns的强流脉冲电子束,X光焦斑均方根直径为1.5mm.

通过求解电子冷却系统中冷却段漂移管区的强流电子束产生的空间电荷场,研究了电子束空间电荷效应对电子温升的影响.结合HIRFL-CSR电子冷却系统的典型参数,得到了电子在自身空间电荷场和纵向螺线管磁场组成的交叉场作用下产生的漂移速度和由此引起的附加温度大小,并指出减小电子束空间电荷效应的方法.

高平均功率自由电子激光研究中,电子束质量是关键.针对高平均功率自由电子激光目标参数,提出了直流高压连续波光阴极注入器,给出了注入器的束流动力学过程.为了降低输出束流横向发射度,采用特殊结构设计的静电加速腔,加速电压1MV,最大加速梯度10MV/m.用PARMELA程序进行了粒子动力学模拟,电子束束团电荷为0.5nC,束团长度10ps时,注入器输出束流归一化发射度均方根值为5.8mm*mrad.

设计了典型参数下的伪火花放电开关,进行了空气介质下的电压特性实验,给出了伪火花开关放电电压与气压变化的关系曲线;测量了产生伪火花放电的气压范围(1～29Pa)和单间隙伪火花放电开关耐受电压的最大值(40kV),测得了伪火花放电与辉光放电的转折点气压(29Pa),并对实验结果进行了理论分析.研究了伪火花放电开关电压跌落时间与放电电压的关系,首次将开关电压跌落过程分为暂态阶段和稳态阶段,讨论了放电电路参数,气体压力,开关结构和放电电压对电压跌落时间的影响.实验表明,在气压和开关结构不变的条件下,暂态过程时间由放电电压决定,电压越高,则所需时间就越短;稳态过程时间由放电电路参数决定,不受放电电压影响.

定时系统是合肥光源逐圈束流位置监测和相空间测量系统中的重要组成部分,其主要目的是为数据采集卡提供与环内电子束团同步的时钟信号.该系统包含高速ECL时钟成形、分频电路、程控延时电路、控制模块等部分.可实现延时范围0～220ns,最小延时步距0.5ns,调整精度0.1ns,时钟抖动小于200ps.系统控制软件基于客户/服务器结构,操作灵活、方便.