期刊基本信息
创刊:
1989年 • 月刊
名称:
强激光与粒子束
英文:
High Power Laser and Particle Beams
主管单位:
四川省科学技术协会
主办单位:
中国工程物理研究院
中国核学会
四川核学会
出版单位:
《强激光与粒子束》编辑部
主编:
张维岩 院士
ISSN:
1001-4322
刊号:
CN 51-1311/O4
电话:
0816-2485753
邮箱:
地址:
四川绵阳919信箱805分信箱
邮编:
621900
定价:
100元

本期栏目 2006, 18(4)

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强激光与粒子束 第18卷 第4期

作者单位
摘要
中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
在考虑了光参量啁啾脉冲放大中的脉冲波形、相位失配和时间同步抖动情况下,给出了计算光参量啁啾脉冲放大增益特性更为完善的三波耦合理论模型.并在1 ns的时间同步抖动情况下,对比分析了光参量放大在小信号放大及饱和放大时的增益稳定性.光参量放大的时间同步抖动对增益影响非常大,使放大信号光脉冲的增益光谱发生了明显的偏移,波形不对称和整个增益降低;并且信号光光谱越宽,光参量放大间的时间同步抖动对其增益影响越严重;但随着参量放大增益饱和的出现和加深,信号光和抽运光之间的同步时间抖动对放大信号光的输出强度影响减弱,即在饱和放大处可以获得更稳定的放大信号光输出.
光参量啁啾脉冲放大 时间同步 增益稳定性 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 529
作者单位
摘要
中国科学院,工程热物理研究所,北京,100080
提出一种运用功能梯度结构以有效降低大功率激光系统中镜子温度和镜面热变形以及减缓热应力的新方法.讨论了环形分布和高斯分布2种类型的激光源.有限元分析结果表明,通过这种方法可使硅镜和铜镜的表面热变形成倍降低,并且还能同时显著降低镜体温度.讨论了代表热学和力学性质的函数表达式的斜率对镜面热变形的影响,研究表明:功能梯度结构的热物理对镜面形变产生重大影响,而力学性质对镜面形变的影响非常小.该结论可为具有该功能梯度结构的镜子优化设计和制造提供参考.
镜面 大功率激光 有限元分析 功能梯度材料 热变形 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 533
作者单位
摘要
1 四川大学,电子信息学院,成都,610064
2 中国工程物理研究院,应用电子研究所,四川,绵阳,621900
理论分析了外腔较短情况下,宽条半导体二极管激光阵列(LDA)高阶侧模相位锁定的可能性,观察了包含主、旁瓣结构的多侧模远场光强分布.从实验记录结果可以看出,在旁瓣中出现了标志锁相的峰、谷结构,而且该结构的调制度明显高于主瓣中的峰、谷结构的调制度,结果表明:在外腔较短情况下,LDA高阶侧模相位锁定的现象是存在的.
半导体二极管激光阵列 高阶侧模 外腔 相位锁定 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 539
作者单位
摘要
电子科技大学,物理电子学院,成都,610054
理论分析了介质镀膜空芯光纤在THz频段的传输特性,得出了该光纤的特征方程及模式分布.利用射线光学原理计算了介质膜材料为聚酰亚胺、介质膜厚度为0.05 mm的光纤的衰减常数随介质膜内直径的变化情况.得出其主模在THz频段的衰减常数小于1 dB/m,该值远小于相同内径的金属圆波导在这一频段的衰减常数.模拟计算了介质膜厚度为0.05 mm、内径为1 mm,金属膜内径为1.05 mm的介质镀膜空芯光纤在0~1 THz的S参数,模拟结果显示该光纤在THz频段有很宽的通带,且在通带内衰减常数小于0.5 dB/m,可用于THz频段电磁波远距离传输.
介质镀膜空芯光纤 传输特性 衰减常数 THz 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 542
作者单位
摘要
1 四川大学,电子信息学院,成都,610064
2 中国工程物理研究院,应用电子研究所,四川,绵阳,621900
提出了一个复杂非线性动力学系统--交叉注入锁定半导体激光系统.针对其中最简单的两激光系统,导出了描述它的方程组,解析求解了它们具有相同自由振荡频率时的定态解.结果表明,在相同耦合条件下,锁定的频率范围比主-从方式扩大了大约一倍.从结果可以看出,即使是这种特殊系统,在锁定后频率也可能会改变.
半导体激光器 交叉注入锁定 速率方程组 耦合系数 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 545
作者单位
摘要
中国工程物理研究院,应用电子学研究所,四川,绵阳,621900
提出了一种新的图像分割算法三角函数算子,它是一种基于光学干涉原理的快速图像分割方法,并分析了其硬件实现装置.在该算子的运用中需要将输入图像的强度信息转化为相应的相位信息.定义了不同的强度-相位转换方式,例如线性方式、对数函数方式、正切函数方式、反正切函数方式等.通过数值计算,研究了不同转化方式对三角函数算子分割效果的影响.结果显示,不同的转换方式及其参数,都直接影响该算子的分割效果和边缘类型分辨能力.分析表明,在对数S形函数方式下,不但能够检测阶梯状和脉冲状等类型的边缘,还能够检测出屋顶状边缘.
信息光学 图像分割 光学干涉 三角函数算子 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 549
作者单位
摘要
1 国防科学技术大学,光电科学与工程学院,长沙,410073
2 中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
基于准三能级速率方程分析了Yb3+:YAG 片状激光器的温度效应,结果表明随着激光介质的温度由300 K升高到400 K,激光器的储能提取效率由43%下降到26%.提出了利用热传导性能及优异的金刚石窗口对激光片的两端面进行冷却设计.模拟结果表明对掺杂11.6 %厚度为1.2 mm的激光片在泵浦功率密度为15 kW/cm2,重复频率为10 Hz的条件下,要将最高温度控制在可接受的范围内(比如320 K),周围冷却水的对流换热系数不应小于2 kW/(m2·K).模拟结果还表明,在相同的热功率密度和冷却条件下,减小激光片的厚度同时增加抽运光的传输次数可以明显的降低激光片的温度.
准三能级固体激光 高功率 温度效应 冷却 金刚石窗口 激光二极管抽运 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 553
作者单位
摘要
1 电子科技大学,光电信息学院,成都,610054
2 中国电子科技集团,第八研究所,安徽,淮南,230001
详细阐述了红外双波长带光放大器的分布式光纤拉曼温度系统原理,为了抑制放大器的自发辐射增长、温漂噪声积累、瑞利背向散射光窜扰反斯托克斯背向散射光,采用两条已知温度的曲线和最近测量温度曲线的解调方法,提高了系统的测温精度和稳定性并降低了系统的成本.实验结果与理论分析一致,系统的测温误差在±0.1 ℃内.
拉曼背散射光子 瑞利背散射光子 掺铒波导放大器 分布式光纤 温度 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 559
作者单位
摘要
1 连云港师范高等专科学校,物理系,江苏,连云港,222006
2 江苏大学,物理系,江苏,镇江,212003
把平面波展开方法(PWM)用于2维光子晶体掺杂情况下透射特性的研究,计算得到了粗细不同的空气柱掺杂、相同半径不同介质柱掺杂、不同柱体形状掺杂情况下2维光子晶体的透射系数与入射光频率的关系曲线.结果表明2维光子晶体的禁带的宽度、位置、透过率与掺杂体半径、掺杂体介电常数、掺杂体柱体几何形状等因素有关,掺杂因素相差越大透射曲线变化越明显,特别是损耗介质的掺入更使得禁带可调要素增加.
2维光子晶体 平面波展开法 透射系数 掺杂 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 562
作者单位
摘要
1 四川大学,电子信息学院,成都,610064
2 中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
为了解决高功率激光装置光束质量诊断系统的自验证问题,研究了基于空间相位调制的径向剪切干涉法综合诊断光束质量的实验应用.该方法理论上只需一台干涉仪且从单幅干涉图中获取光束的近场、相位和远场分布信息.实验结果表明,目前可以得到高分辨率的相位分布,由测量近场和相位恢复出的远场同CCD直接测量得到的远场形态相同,环围能量比曲线相当吻合,不足之处在于只能提取近场较低空间频率成分,还达不到CCD直接测量的空间分辨水平.
光束质量 径向剪切干涉法 近场 远场 相位 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 565
作者单位
摘要
华中科技大学,激光技术国家重点实验室,武汉,430074
从均匀场电极理论出发,计算并讨论了近似Rogowski电极、Chang电极(含紧凑式Chang电极)和Ernst电极的形状、理论电场分布和实际电场分布.对实验室所用的几种电极进行了脉冲放电实验,从而获得了TEA CO2激光器的放电参数与输出特性,并对这些结果进行了比较和分析.计算表明,在基本参数相同的情况下,Ernst电极具有最紧凑的外形和最佳的均匀电场分布.实验表明,采用近似Rogowski电极的TEA CO2激光器具有最大放电辉光范围和44 kV的最小放电击穿电压;采用Ernst电极的TEA CO2激光器具有25 J的最高单脉冲能量和最大17.2%的斜率效率.最后提出了TEA CO2激光器主电极的选择建议.
TEA CO2激光器 放电电极 均匀放电 电场强度 模拟电荷法 输出特性 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 569
作者单位
摘要
1 中国科学院,上海光学精密机械研究所,上海,201800
2 中国科学院,研究生院,北京100039
3 中国科学院,研究生院,?本?00039
在光学薄膜的激光损伤实验中,可以在显微镜下观测到激光辐照引起的尺寸较大、形状对称性很好的鼓包.从杂质气化的角度,应用弹性力学的球壳受压膨胀模型,分析薄膜表面鼓包的形成机制,同时得到了相应情况下薄膜的损伤机制.结果表明,半径越大杂质在激光辐照下越容易引起薄膜破坏,填埋得越浅的杂质也越容易引起薄膜破坏.杂质诱导破坏机制下,薄膜的裂纹首先出现在杂质附近的薄膜基体中.在薄膜中出现裂纹的临界状态时,半径越大、填埋得越深的杂质所引起的鼓包尺寸越大、高度越高.这种热力耦合模型,弥补了现有理论的不足,进一步完善了现有理论.
薄膜 损伤 激光 鼓包 杂质 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 575
作者单位
摘要
山东大学,晶体材料国家重点实验室,济南,250100
用基于密度泛函理论及超软赝势的第一性原理研究了KH2PO4(KDP)晶体中K空位的电子结构、形成能及驰豫构型.讨论了K空位形成后电荷密度的重新分布、相应的电子态密度和能带结构等性质.计算得到中性K空位的形成能为6.5 eV, 远小于间隙K原子点缺陷形成能13.07 eV.K空位的存在使晶胞体积增大, 分别沿结晶学轴a方向增大近0.8%,b方向增大近0.87%,c方向增大近1.2%,同时使与之配位的8个氧原子发生较大位移,使这8个氧形成的空腔体积增大近3.2%.空腔体积的增大不仅促进了各种点缺陷的扩散迁移,而且有利于其它杂质原子的填隙.K原子迁移率的增大会引起离子电导率的增大,因而会降低KDP的激光损伤阈值,因此从这个方面讲,K空位的存在是不利的.但是如果能从实验上(如热退火)利用K空位所造成的扩散通道排出或改善缺陷结构,则可提高KDP晶体的光学质量.
KDP晶体 K空位 激光损伤 第一性原理 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 583
作者单位
摘要
1 浙江大学,现代光学仪器国家重点实验室,杭州,310027
2 浙江大学,城市学院,杭洲,310027
介绍了一种可用于实时监测直径0.2~1.0 mm激光核聚变靶球涂敷状态的光学系统的设计,系统采用环形LED照明系统以适合特殊的照明要求,用Petzval型物镜使500 mm处的微球清晰成像于CCD像面上,CCD输出的图像电信号经图像采集卡转换成数字信号,最后该数字信号由计算机进行处理,实现了系统对靶球膜层涂敷作业的自动监控,大大提高了涂敷效率.所设计的系统轴上点最大弥散斑直径为12.6 μm,轴外最大弥散斑直径为15.8 μm,整个视场的像质比较均匀,分辨率较高,对于波长522 nm的光线,场曲和畸变分别小于15 μm和0.012%,像质优良.
ICF靶微球 光学系统 环形LED Petzval型物镜 实时监测 传递函数 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 587
作者单位
摘要
中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
以AgNO3为主盐,采用直接置换法初步制备了包覆型纳米铜-银双金属粉末,分析了工艺条件对包覆效果的影响,并用透射电子显微镜、X射线能量色散谱仪和X射线衍射仪进行了表征.实验结果表明:纳米铜-银双金属粉末为包覆型结构,平均粒径约70 nm,分散性较好,表面银的原子分数达到74.28%.在洗涤过程中加入一定量的保护剂,有效解决了纳米铜粉的氧化问题.
铜-银双金属粉末 纳米金属 包覆 置换反应 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 591
作者单位
摘要
中国科学院,上海光学精密机械研究所,上海,201800
利用掺钛的蓝宝石飞秒激光系统输出的单脉冲和多脉冲飞秒激光(中心波长800 nm,脉宽50 fs,靶面聚焦直径ф40 μm),分别对BK7玻璃基底上厚约500 nm的单层HfO2和单层ZrO2薄膜进行辐照,得到了这两种薄膜在1-on-1和1 000-on-1测试方法下的激光损伤阈值.实验发现,两种方法下HfO2单层膜的阈值均比ZrO2单层膜的阈值高.从简化的Keldysh多光子离化理论出发,认为HfO2薄膜材料的带比ZrO2的宽是导致上述结果的主要原因.同时,同一种薄膜的多脉冲下的阈值比单脉冲下的低,原因是多脉冲下,飞秒激光对光学薄膜的损伤存在累积效应.
飞秒激光 激光诱导损伤阈值 单脉冲 多脉冲 光学薄膜 多光子离化 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 595
作者单位
摘要
1 中国科学院,近代物理研究所,兰州,730000
2 中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳621900
3 四川大学,原子与分子物理研究所,成都,610065
为了提高激光靶丸的阻气性能,用戊二醛对阻气层材料聚乙烯醇进行交联改性.在17份完全相同的10 mL质量分数3%的聚乙烯醇(PVA)和20 μL浓盐酸混合溶液中,分别加入从300 μL到1 700 μL的戊二醛(GA),交联反应后,测量缩醛膜的阻气性能,并计算渗透系数. 结果表明,随着缩醛膜中戊二醛含量的增加,缩醛膜渗透系数的变化规律是:从减小到增加到不变再到增加;当戊二醛的含量是800 μL时,缩醛膜的渗透系数最小,阻气性能最好.
聚乙烯醇缩戊二醛膜 交联反应 渗透系数 阻气性能 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 599
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学,合肥,230027
2 中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
针对超热电子测量中传统的非标采集系统带来的可靠性和集成度低、兼容性差等.缺点,介绍了一套完整的基于波形的数据采集系统,它包括了基于工业标准的VXI总线硬件模块,和在NI公司的集成开发环境LabWindows/CVI下所开发的完整控制软件程序.该数据采集系统可以取代传统的积分谱仪,应用于在激光打靶实验中的超热电子温度测量,还结合实验室测试结果对在不同的触发条件下该系统的性能进行了定量分析.
滤波荧光法 虚拟仪器(VI) VXI LabWindows/CVI ICF 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 604
作者单位
摘要
1 中国科学院,上海光学精密机械研究所,上海,201800
2 中国科学院,研究生院,北京,100039
提出了一种利用总积分散射(TIS)测量K9玻璃基片表面散射和体散射的实验方法.首先采用磁控溅射技术在基片表面沉积厚度为几十nm的金属Ag薄膜,然后将基片的表面和体区分开考虑,通过TIS测得了基片上下表面的均方根粗糙度, 进而求得基片的总散射和表面散射,最后计算得到了体散射.分别利用TIS和原子力显微镜(AFM)测量了3个样品上表面所镀Ag膜的均方根粗糙度,两种方法所得的均方根粗糙度的数值相差不明显,差值分别为0.08,0.11和0.09 nm, 表明TIS和AFM的测量结果相一致.利用该方法测得3块K9玻璃基片的总散射分别为6.06×10-4,5.84×10-4和6.48×10-4,表面散射介于1.25×10-4~1.56×10-4之间,由此计算得到的体散射分别为3.10×10-4,3.30×10-4和3.61×10-4.
表面散射 体散射 总积分散射 玻璃基片 表面粗糙度 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 609
作者单位
摘要
中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
报导了用纹影法测量远场焦斑的实验结果.远场焦斑经成像透镜放大成像后,由12bit,1 024×1 024面阵科学级CCD相机采集.将一定大小的小球放置在焦斑位置,用以遮挡光斑中心,控制CCD前的衰减可得旁瓣信息,将其与无遮挡光斑拼接,得到焦斑相对强度的完整分布.该方法扩展了焦斑光强测试的动态范围,可探测焦斑约4个量级的光能密度分布,提高了焦斑的测量精度.
纹影法 远场 焦斑 主瓣 旁瓣 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 612
作者单位
摘要
西安电子科技大学,天线与微波技术国家重点实验室,西安,710071
负折射率媒质是一种人造媒质,在某一微波波段内其介电常数和磁导率同时为负值.对TE模电磁场满足的麦克斯韦方程组进行数值处理,解决了直接利用时域有限差分方法在Yee's网格下计算负折射率媒质内部场分布时的数值发散问题.通过数值算例,验证了方法的可行性,模拟了负折射率媒质内部及周围的电磁场分布.
负折射率媒质 TE模 时域有限差分(FDTD)方法 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 615
作者单位
摘要
清华大学,物理系,北京,100084
渐变型同轴慢波结构是磁绝缘线振荡器的核心部分.从Maxwell方程和Floquet定理出发,导出了渐变型磁绝缘线振荡器TM模式色散曲线的表达式,并通过数值计算研究了不同结构参数下色散曲线的变化规律,为渐变段的设计提供了理论依据.
渐变型磁绝缘线振荡器 色散特性 慢波结构 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 623
作者单位
摘要
四川大学,电子信息学院,成都,610064
提出了一种基于辐射场和遗传算法分析矩形波导中工作模式的新方法.这种方法先根据波导口尺寸利用惠更斯原理计算出各模式的辐射场的分布;假设一组模式的复系数,合成总辐射场;将合成的辐射场幅值与测量的辐射场幅值在多点上进行比较,通过遗传算法获得最佳匹配,就可以得到各模式的复系数.计算结果与测量值吻合较好,表明这种方法具有可行性和可靠性,并和基于辐射场的最小二乘法对测量的远场辐射场场强幅值的数据反演进行比较,结果表明遗传算法在测量值有误差时具有容错能力强的优势.
过模矩形波导 高功率微波 辐射场 遗传算法 模式分析 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 627
作者单位
摘要
1 电子科技大学,物理电子学院,成都,610054
2 西南科技大学,制造科学与工程学院,四川,绵阳,621010
新一代宽带、高增益、大功率回旋行波管需要新型的电子注,而大回旋cusp电子注为其实现提供了可能.对大回旋cusp电子注进行系统理论分析,建立了大回旋cusp电子注的物理模型,在理论分析基础上进行了大量数值计算和模拟优化,并对大回旋cusp电子枪设计中的影响因素进行探讨.设计出一支低速度零散、高速度比、低纹波,适用于高次谐波的高功率(54 kV, 2.7 A)cusp电子枪.
cusp磁场 电子枪 大回旋cusp电子注 回旋行波管 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 631
作者单位
摘要
电子科技大学,物理电子学院,成都,610054
为实现渐变螺距螺旋线慢波结构高频参数的高精度估计,基于MAFIA仿真平台,研究了螺距变化对超宽带螺旋线慢波系统(4~18 GHz)的色散、互作用阻抗与衰减常数的影响,获得了各高频参数随螺距变化的规律.研究表明:相速几乎随螺距增大而线性变大,互作用阻抗与螺距是非线性的关系,衰减常数随螺距增大而非线性地减小;由于在维持电子注与电磁波速度同步的限制下,螺距变化的幅度不可能很大,因此可近似按线性关系来处理互作用阻抗及衰减常数与螺距之间的关系.由此提出了一种可精确计算渐变螺距螺旋线慢波结构高频参数的方法线性插值法.
高功率微波 螺旋线慢波系统 高频特性 线性插值法 MAFIA 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 635
作者单位
摘要
中国工程物理研究院,应用电子学研究所,四川,绵阳,621900
利用有耗传输线、谐振腔等效电路和电磁场的网络矩阵等理论,分析了过模圆柱腔脉冲压缩系统中谐振腔的储能稳态和储能泄放过程,推导出功率增益的理论计算公式,并与试验结果进行了比较,达到了较好的吻合,从实验上验证了理论公式的可靠性和可行性.这对于过模圆柱腔脉冲压缩系统的设计、加工与调试可以起到指导作用,并有利于以后开展更深入的研究.
有耗传输线 谐振腔等效电路 功率增益 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 639
作者单位
摘要
中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
综合介绍了杆箍缩二极管的应用背景、工作原理和目前的研究概况,并阐述了目前较为典型的两种二极管,即真空杆箍缩二极管和等离子体填充杆箍缩二极管的性能.详细介绍了已经用于地下实验的Cygnus装置的运行参数和实验结果.最后分析了杆箍缩二极管在X射线闪光照相领域的发展前景.
杆箍缩二极管 闪光照相 辐射剂量 焦斑直径 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 643
作者单位
摘要
1 哈尔滨工业大学,低温与超导技术研究所,哈尔滨,150001
2 美国布鲁克海文国家实验室,纽约,NY11973
超导四极(SCQ)磁体是北京正负电子对撞机重大升级改造中的新增关键设备之一,在磁体降温和升温过程中,温度梯度引起的过大热应力有可能毁坏磁体.从SCQ磁体安全运行角度来研究该磁体降温和升温过程,提出了SCQ磁体降温和升温的数值模型.利用该模型计算得到降温和升温时间分别为120 min和150 min.考察了氦流进出磁体温度、压力、磁体上最高温度和最低温度以及最大温差的变化过程.降温过程中磁体上的最大温差为46.5 K,升温过程中磁体上的最大温差为47.3 K.降温过程中氦流最大压力为0.39 MPa,升温过程最大压力为0.41 MPa.为保证磁体安全运行,应小心调节混合气的温度,尽量使磁体上的温度分布均匀后再注入4.5 K或300 K的氦气.
北京正负电子对撞机 超导四极磁体 降温 升温 数值模拟 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 648
作者单位
摘要
北京大学,重离子物理研究所,北京,100871
基于直流电子枪-超导加速腔(DC-SC)光阴极注入器样机的初步实验结果,北京大学提出了新的注入器的改进设计.新注入器核心结构包括皮尔斯枪和3+1/2超导腔.文章给出了它们的详细结构参数,然后采用程序,对注入器的束流动力学进行了模拟.结果发现:新注入器可以提供具有高束流品质、高平均流强的电子束,束团的电荷量100 pC,横向发射度低于2 mm·mrad,脉宽5 ps,rms束斑可达0.5 mm,重复频率81.25 MHz;也可以提供电荷量为300 pC低重复频率的高峰值流强的电子束,其横向发射度小于3 mm·mrad,脉宽约为9 ps,以满足北京大学自由电子激光(PKU-FEL)实验平台的要求.
超导加速腔 注入器 发射度 自由电子激光 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 653
作者单位
摘要
中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
建立了激光触发SF6气体间隙开关的0维数值模型,数值计算结果与国内外实验进行了比较,计算的延迟时间与实验结果符合较好.在充气压力一定时,延迟时间随激光能量、工作电压比的增加而减小,并且延迟时间-工作电压比的曲线斜率也是随激光能量和工作电压比的增加而减小的.当激光能量一定时,延迟时间随充气压力的减小和电压的增加而减小, 并且不同充气压力的延迟时间随电压变化的曲线斜率是随电压的增加而减小的.但是,等电压压力比值情况下,延迟时间是随充气压力的增加而减小的.
激光触发 SF6气体 气体开关 延迟时间 闭合时间 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 657
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学,近代物理系,合肥,230026
2 中国科学院,高能物理研究所,北京,100049
介绍了北京正负电子对撞机直线加速器附设e,π试验束多丝室的结构及工作机理.该室间隙6 mm,窗口面积80 mm×80 mm,位置灵敏面积50 mm×50 mm;阳极丝和阴极丝分别采用直径为20 μm和50 μm镀金钨丝,阳极丝距2 mm,阴极丝距0.7 mm,每6根阴极丝并联构成阴极条,阴极条间距4.2 mm.采用阴极条感应重心读出分辨位置,对5.9 keV的γ光子,获得优于0.3 mm (FWHM)的位置分辨;对1.1 GeV电子束流,获得0.224 mm (FWHM)的位置分辨.
北京正负电子对撞机 试验束 阴极感应 重心读出 多丝室 位置分辨 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 663
作者单位
摘要
1 黄淮学院,电子科学与工程系,河南,驻马店,463000
2 黄淮学院,信息工程系,河南,驻马店,463000
根据球对称激光等离子体空气冲击波在自由空间中传输的约束条件,对多光子非线性Compton散射的强激光等离子体空气冲击波波前的传输特性进行了研究,给出了散射下空气冲击波波前的运动方程,并进行了数值模拟.结果表明:该冲击波的衰减过程不仅与爆炸源和爆炸过程的特性、释放总能量、空气的弹性有关,而且还与散射有关,散射效应使冲击波的初始半径增大,衰减过程加快,能量转移率提高;数值模拟与实验结果符合得很好.
激光 爆炸 激光等离子体 多光子非线性Compton散射 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 667
作者单位
摘要
1 电子科技大学,光电信息学院,激光雷达实验室,成都,610054
2 中国科学院,光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室,成都,610209
原子全息光刻即采用二元计算全息片掩模来操纵原子,实现微细结构的制作.传统二元计算全息产生的全息片在重现时会产生不止一个实像,这对于原子全息光刻的操作是不利的.提出了一种非相位编码的方法,该方法利用基元函数叠加方式产生实的编码前全息图,再利用类似罗曼Ⅲ型的编码方式产生二元计算全息图.模拟结果表明,利用该方法产生的掩模板可以产生单一的同原始图案相对应的微细结构.
原子全息光刻 二元计算全息 编码 微细结构 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 671
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院,电子工程研究所,四川,绵阳,621900
2 电子科技大学,光电信息学院,成都,610054
根据引燃电极的性能要求,选取碳化硼、氮化硼等原料,采用粉末冶金法制得了无毒、引燃率高、性能稳定的新型引燃电极.然后用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了材料的微观结构,并分析了引燃电极成分、表面形貌及冷热电阻对电极的引燃性能的影响.研究表明:引燃电极主体材料中的碳化硼将增强电极的导电性能,氮化硼可以增加热导率并调节电阻,使电极在高温下保持较高的电阻而正常工作;表面形貌将影响样品的引燃性能,致密度高、孔隙率低的样品,其导电能力和耐压能力强,引燃性能好;引燃电极冷电阻的大小只能给电极与水银的接触情况和工作状态提供判断依据,给电极引燃性能的好坏提供粗略的参考,不能为其提供判断依据.
引燃电极 引燃管 X射线衍射 扫描电镜 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 675
作者单位
摘要
清华大学,电子工程系,北京,100084
以适合亚微米器件的流体动力学模型为基础,建立了1维数值模拟程序,程序中采用耦合牛顿法求解非线性方程组.应用该程序对亚微米1维弹道二极管进行了瞬态数值模拟,分析了外加低电压和高电压脉冲情况下的电场强度、载流子浓度、载流子温度等参数的变化情况.低电压脉冲下的结果与文献一致;对于文献中并未开展的高电压脉冲下的模拟,得到了器件处于非正常工作状态的各参数分布曲线,并尝试用二次击穿理论对结果进行分析.结果显示:随着外电压的升高,载流子的碰撞电离将导致少子空穴浓度急剧增大,并达到与电子浓度相同的量级,这时在器件分析中空穴方程已不能省略,并且载流子浓度将取代掺杂浓度控制电势分布,并进而影响电场及电流密度,涌极附近电场将增强,电流密度也将迅速增加.结论可为研究瞬态电磁脉冲对2维器件的损伤效应提供参考.
亚微米弹道二极管 流体动力学模型 器件模拟 二次击穿 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 680
作者单位
摘要
国防科学技术大学,光电科学与工程学院,长沙,410073
高温气体的冷却对火花隙开关的重复运行具有重要的影响.利用流体方程、热传导方程和理想气体状态方程构建的方程组,对火花隙开关中高温气体冷却的过程进行了数值模拟.分析了气体导热系数、粘性系数、对流及气体压强等要素对气体冷却速度的影响,得到了气体冷却的基本规律:火花隙开关内气体的冷却以传导为主;若不采用其他手段,气体在十几ms内冷却较困难;对流的作用经数十ms后才显著;气体的粘性系数对气体冷却的影响可以忽略.可以通过选用导热系数高的气体,优化电极结构或采用吹气方法提高气体冷却速度的办法.
火花隙开关 重复运行 气体冷却 数值模拟 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 685
作者单位
摘要
清华大学,电子工程系,微波与数字通信技术国家重点实验室,北京,100084
利用时域有限差分法,对双极型晶体管(BJT)在强电磁脉冲作用下的瞬态响应进行了2维数值模拟,研究了电磁脉冲从不同极板注入时BJT的响应情况,根据温度分布的集中程度分析了发生烧毁的难易程度.模拟得出:发射极注入最容易导致烧毁,集电极注入次之,基极注入相对不易导致烧毁;发射极注入烧毁所消耗能量随着脉冲电压上升而下降,到30 V以后基本与电压的升高无关,集电极注入烧毁所消耗的能量则随着电压上升而上升,到100 V以后由于BE结上热点的出现而开始下降.
2维器件数值模拟 电磁脉冲 双极型晶体管 烧毁 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 689
作者单位
摘要
西北核技术研究所,西安,710024
液体的介质气泡击穿理论作为研究基础,开展了两种短脉冲下高压强水介质开关的击穿实验,获得了水介质击穿场强及耐压时间与水中压强关系的数据,通过分析比较得出:在脉宽300 ns和1 μs两种脉冲电压作用下,当水中压强逐渐提高时水介质击穿电压和耐压时间均呈上升趋势,压强越高趋势越明显,而且作用脉冲越宽水中压强对于水介质击穿特性的影响越显著.
气泡击穿 水中压强 击穿场强 耐压时间 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 693
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院,环保工程研究中心,四川,绵阳,621900
2 中国工程物理研究院,环保工程研究中??四川,绵阳,621900
介绍了一种采用半导体开关与磁开关、可饱和脉冲变压器相结合技术的固态脉冲电源,此电源可用于脉冲放电等离子体烟气治理.在理论分析的基础上建立了实验模型,通过实验验证了此类电源的可行性,解决了8支晶闸管开关串联的动静态均压及开通同步性问题,并对可饱和脉冲变压器及磁开关的工作特性进行了分析计算.电源在阻性负载上得到峰值电压37.5 kV、前沿101 ns、脉宽1 μs的脉冲,重复频率300 Hz,输出功率10 kW.
PPCP技术 固态脉冲电源 晶闸管串联 磁开关 可饱和脉冲变压器 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 697
作者单位
摘要
西北核技术研究所,西安,710024
介绍了"闪光二号"加速器产生的高功率离子束在漂移管中的传输实验.对比了采用中性化措施前后的传输情况,分析了中性化措施对离子束束斑半径、束流均匀性的影响.根据实测的二极管电压模拟得到了传输一定距离后的束流波形,与实测结果符合较好.采取适当的中性化措施后,高功率离子束可以有效传输80 cm以上,束流发散得到抑制,束流均匀性得到改善.
高功率离子束 中性化 漂移管 传输 
强激光与粒子束
2006, 18(4): 701