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 2019, 31(9)

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强激光与粒子束 第31卷 第9期

作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621999
2 重庆大学 汽车工程学院, 重庆 400044
3 重庆大学 机械传动国家重点实验室, 重庆 400044
针对150 mm口径反射镜受结合部的非线性因素影响导致结构分析模型精度较差的问题,提出了线性的动力学等效建模与参数修正方法。首先,在实际装配和约束环境下测试并获得了反射镜结构的试验模态参数。然后,根据界面结合部的动力学特征,对反射镜结构按照镜框固定连接模型、镜面螺钉夹持模型以及间隙等效模型进行了等效建模。最后,以试验模态参数为修正目标,采用优化方法对反射镜结构的动力学等效模型进行了参数修正,并采用模型分层和分步修正的思路,依据结合部特征将修正模型细分为两部分,提高模型参数的修正效率。结果表明,参数修正后的固有频率平均误差为1.5%,模态置信度均大于0.8,提升了反射镜结构的动力学模型精度,验证了线性化等效建模方法的正确性。
反射镜 动力学模型 结合部 模型修正 模态 mirror dynamic modeling joint part model updating modal 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 091001
作者单位
摘要
1 杭州电子科技大学 通信工程学院, 杭州 310018
2 防化研究院, 北京 102205
依据几何光学和非成像光学理论,提出了一种基于大尺寸近焦点非球面透镜的大功率LED均匀光源设计方法。在该方法中,首先根据选定参数的LED通过几何光学理论初步设计非球面透镜参数,然后在ZEMAX软件中对非球面透镜参数进行基于评价函数的优化,得到焦距76.79 mm、直径为200 mm的非球面透镜。将非球面透镜导入TRACEPRO软件建模并进行光线追迹仿真,根据仿真结果获得最优透镜参数进行加工和下一步实验。实验结果表明:均匀照明系统可以在60 cm处实现发散角±8.53°的均匀照明,光斑均匀性达到95.82%。
非球面透镜 LED扩展光源 均匀度 光线追迹 非成像光学理论 aspheric lens extended LED source uniformity trace rays non-imaging optical theory 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 091002
杨佼汪 1,2,*刘旭 1曹刚 1,2蔡泉 1盛伟繁 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院 高能物理研究所, 北京 100049
2 中国科学院大学, 北京 100049
Laue晶体单色器常用于单色化高能X射线(>50 keV),通过对其晶片压弯可以实现高能光束聚焦。晶片压弯过程中会不可避免地产生扭曲,从而影响单色器的工作效率。利用波动光学仿真的方法,分析弯晶面形扭曲对Laue晶体单色器性能的影响,并提出一种角位移微调轴角装置,用来消除这种扭曲。该装置基于直梁型柔性铰链,利用叠加原理和对称结构。利用有限元方法分析了该装置的力学性能。分析结果表明,轴角装置的转角范围为±2°时,其转动中心最大偏移为20 μm,实现了角位移分辨率好于1″,动态范围达到104,达到设计目标。
Laue晶体单色器 光学仿真 轴角装置 柔性铰链 压弯机构 Laue crystal monochromator optical simulation rotary mechanism flexure hinge bending mechanism 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 091003
作者单位
摘要
1 中国科学院 上海光学精密机械研究所 薄膜光学实验室, 上海 201800
2 广东省新材料研究所 现代材料表面工程技术国家工程实验室, 广州 510651
研究了用于三倍混频的Ⅱ类DKDP晶体在35 ps,850 ps和7.6 ns三种不同脉宽355 nm波长激光作用下的损伤特性。实验对比分析了损伤阈值、概率和损伤针点形貌、尺寸和密度,并根据损伤阈值及概率得到前驱体阈值及密度。结果表明,前驱体的激光能量吸收量与脉宽线性相关。35 ps激光作用下DKDP有一种前驱体吸收激光能量形成熔融状损伤针点。850 ps激光作用下有两种前驱体吸收激光能量并产生力学破坏形成中心熔融四周断裂的损伤针点。7.6 ns激光作用下只有一种前驱体吸收激光能量,并且形成的损伤针点与850 ps对应的损伤针点有相同特征。
DKDP晶体 脉冲宽度 激光损伤特性 损伤针点形貌 前驱体 DKDP crystal different pulse duration laser-induced damage characteristics pinpoint morphology damage precursor 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 091004
作者单位
摘要
1 四川大学 电子信息学院, 成都 610065
2 华北光电技术研究所, 北京 100015
提出并演示了一种基于单端探测的光纤传感器,可同时测量温度和折射率。微结构光纤探头由两个玻璃光纤微球拼接在一起,并在该探头的末端利用真空电子束蒸镀一层铝膜以增加反射,从而形成微球结构的马赫-曾德尔型光纤传感头。实验结果表明,该器件的温度灵敏度和折射率可分别达到50.77 pm/℃和-21.94 nm/RIU。这项工作提出了一种低成本、高分辨率的基于光纤方法实现的多功能传感应用。单端探测的马赫曾德尔型光纤传感器小尺寸的优势可应用到小体积气体的测量,而它的全二氧化硅设计提供了高温或化学严酷环境的兼容性。
光纤传感器 单端探测 折射率 铝膜 fiber sensor single-ended detection refractive index aluminum film 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 091005
作者单位
摘要
1 西安理工大学 自动化与信息工程学院, 西安 710048
2 西安理工大学 机械与精密仪器工程学院, 西安 710048
3 西安高斯激光科技有限公司, 西安 710032
精准定位激光束焦点位置是提高激光雕刻、切割、焊接等加工精度的重要基础,而传统测量方法不适用于自动寻找强激光焦点。基于激光烧蚀金属后等离子发光含大量紫外谱线的原理,以日盲的氮化镓肖特基光电二极管为传感器,设计了以304不锈钢靶材为耗材的红外强激光束自动寻焦方法及其装置。该方法与共聚焦显微镜检测平均烧蚀坑深的方法相比,当以脉冲宽度100 ns、重复工作频率20 kHz、平均功率10 W的1064 nm光纤激光雕刻机为实验对象时,二者定焦位置相差24 μm。
强激光 焦点 紫外辐射 等离子体 氮化镓 high-power laser focus ultraviolet radiation plasma GaN 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 091006
作者单位
摘要
西南交通大学 物理科学与技术学院, 成都 610031
为了提升高功率微波辐射天线的带宽,提出并设计了一种X波段高功率圆极化反射阵列天线,该天线采用喇叭天线作为馈源,阵列天线单元由可旋转金属双螺旋线构成,通过旋转螺旋线可以实现360°的相位补偿,同时反射损耗极小。设计了15×15矩形栅格螺旋反射阵列天线,全波仿真结果表明:该口径为315 mm的阵列天线在中心频点9.3 GHz下,增益为28 dB,轴比为0.53 dB,口径效率为52.6%;在8.5~10.9 GHz的频带范围内增益大于26.8 dB,轴比小于1.14 dB,1 dB增益带宽和40%以上口径效率带宽均大于21%;在真空中所能承受的最大功率约为207 MW。
高功率微波 宽频带 螺旋天线 反射阵列天线 圆极化 high power microwave wideband helical antenna reflectarray antenna circular polarization 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 093001
作者单位
摘要
信息工程大学 信息系统工程学院, 郑州 450001
针对微波带通滤波器小型化、高性能的应用需求,研究了基于双模方形环谐振器的直线型端口的两阶带通滤波器响应特性,进一步提出使用单模谐振器和双模谐振器相结合设计直线型端口的高阶微带带通滤波器。提出的直线型端口双模方形环微带滤波器具有类盒型拓扑结构,能够实现灵活的频率响应特性,而且传输零点的位置可调,能够满足不同的应用需求。由于存在寄生的对角交叉耦合路径,提出的类盒型拓扑结构微带滤波器可以实现一个额外的传输零点。为了验证结构和设计方法的可行性,设计了两款中心频率为5.2 GHz的三阶和五阶带通滤波器,最后进行加工和测试。耦合矩阵响应、仿真和测试结果一致性较好,表明了该结构实现高性能滤波器的可行性。
带通滤波器 盒型拓扑结构 非对称响应 近似椭圆响应 双模 环形谐振器 直线型端口 bandpass filter box-like topology asymmetric response quasi-elliptic response dual-mode ring resonator in-line port 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 093002
作者单位
摘要
中山大学 电子与信息工程学院, 广州 510006
研究了一种Xilinx 公司FPGA芯片XC7A200T-2FBG676在射频干扰下的失效机理。通过对该FPGA内核供电引脚注入射频干扰发现,某些频率下,随着干扰强度的增大,FPGA会依次出现三种不同类型的失效,分别为该FPGA的内核失效、I/O失效和配置失效。测试分析和HSPICE仿真表明,内核失效是由于BRAM的逻辑层抗扰性差所致,I/O失效是由于射频干扰下输入/输出信号的同时失真所致,配置失效则是由于配置系统读取错误的配置使能信号所致。研究可为该FPGA芯片或者系统电磁兼容设计以及该FPGA抗扰性检测方案的制定提供指导。
射频干扰 FPGA内核 FPGA失效 FPGA FPGA radio-frequency interference FPGA core FPGA failure 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 093201
作者单位
摘要
1 上海航天控制技术研究所, 上海 201109
2 中国航天科技集团有限公司 红外探测技术研发中心, 上海 201109
3 西安电子科技大学 物理与光电工程学院, 西安 710071
4 中国海洋大学 信息科学与工程学院, 山东 青岛 266100
对红外图像中的目标跟踪时,复杂的背景信息以及目标像素数较少等因素增加了红外目标跟踪难度,目标区域的图像块缺乏特征信息使得普通跟踪算法较易产生跟踪偏移问题。为解决此问题,提出了一种基于粒子滤波框架下的卷积特征选择的红外目标跟踪算法。首先,在初始目标块上提取少量图像块作为滤波器,进而获得表征能力更强的卷积特征。然后,采用在线提升算法对该特征进行选择,增加跟踪算法的精度和执行效率。最后,将贝叶斯分类器的响应作为粒子权值估计出目标状态。实验结果验证了所提算法的跟踪性能优于其他几种传统算法。
红外图像 目标跟踪 弱小目标 卷积特征 提升 粒子滤波 infrared image target tracking dim-small target convolutional feature boosting particle filter 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 093202
作者单位
摘要
1 合肥工业大学 计算机与信息学院, 合肥 230009
2 工业安全与应急技术安徽省重点实验室, 合肥 230009
3 电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室, 河南 洛阳 471003
现代战争中雷达信号日趋复杂,如何快速准确地从种类繁多、数据量庞大的雷达检测数据中,获取目标航迹的类别信息,为战场指挥提供准确有效的信息是当前急需解决的难题。传统基于人的经验认知的雷达目标航迹识别方法已经无法有效应对瞬息万变的战场和海量数据。根据实际雷达数据特点,提出了使用对数的雷达航迹预处理方法,并构建了基于卷积神经网络的深度学习模型,实现了对雷达对抗中的目标航迹的识别与检测。基于模拟生成的雷达目标航迹数据对提出的数据预处理方法和构建的模型进行测试;实验表明,所提出的方法能很好地实现对目标航迹的检测与识别。
雷达对抗 电子战 目标检测 对数预处理 卷积神经网络 radar confrontation electronic warfare target detection logarithmic preprocessing convolutional neural network 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 093203
沈飞 1李争 1,2许雄 2李林 2[ ... ]郭忠义 1
作者单位
摘要
1 合肥工业大学 计算机与信息学院, 合肥 230009
2 电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室, 河南 洛阳 471003
针对目前电磁态势认知没有形成统一认识的问题,以电磁态势中的雷达对抗态势为研究对象,提出了态势分层认知的概念,研究了雷达对抗态势知识的获取与分析,随后针对雷达对抗态势知识表示问题,建立了雷达对抗态势知识表示模型,为后续的电磁态势要素计算以及态势表征研究提供了基础。最后梳理了雷达对抗态势与电磁态势的相互关系,为下一步将雷达对抗态势融入电磁态势提供支撑。
复杂电磁环境 雷达对抗态势 态势认知 知识表示 电磁态势 complex electromagnetic environment radar countermeasure situation situation cognition knowledge representation electromagnetic situation 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 093204
吴刚 1乐波 2杨雨枫 3王海洋 1[ ... ]陈伟 1,3
作者单位
摘要
1 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室(西北核技术研究院), 西安 710024
2 盲信号处理国家重点实验室, 成都 610041
3 湘潭大学 材料科学与工程学院, 湖南 湘潭 411105
为评估高空核电磁脉冲(HEMP)对某型短波接收天线系统的威胁,对包含浪涌保护器在内的天线前端设备进行HEMP传导注入试验。采用纳秒级快前沿方波源和双指数波电流源,分别测试不同浪涌保护措施的快脉冲响应。结果表明,主要由于天线末端的气体放电管在高过压比下很快动作(1 ns量级)、信号浪涌保护器内瞬态电压抑制器(TVS)限幅、信号传输设备内放大器饱和限幅等多重作用,注入幅度约3.5 kV的快前沿方波、电流峰值1.8 kA的双指数波(20/500 ns)脉冲都能及时泄放,只在传输设备输出端产生一个幅度饱和(<3 V)、持续μs量级的干扰信号。对这一类低工作电压天线系统,利用基于市售浪涌保护器的多重防雷措施能够同时实现对核电磁脉冲传导环境的防护。
高空核电磁脉冲 脉冲电流注入 短波天线 浪涌保护器 气体放电管 瞬态电压抑制器 high-altitude electromagnetic pulse pulsed current injection shortwave antenna surge protection device gas discharge tube transient voltage suppressor 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 093205
作者单位
摘要
中国人民解放军战略支援部队信息工程大学, 郑州 450001
提出了一种数学建模方法用来分析折叠半模基片集成波导(FHMSIW)结构的场分布。基于多线理论首次计算了FHMSIW结构的衰减常数和相位常数,验证其与传统波导和基片集成波导的等效性。提出了FHMSIW结构具有高通特性和带阻特性,同时该结构的上下层具有近似奇对称的性质。通过在FHMSIW结构的中间金属层蚀刻缝隙或者添加金属过孔,就可以实现器件由带通到带阻的性能转换,给出了FHMSIW结构带阻、带通特性的产生和变换机理。利用其独特的性质,分别设计了等效HMSIW四分之一谐振枝节加载的FHMSIW均衡器和FHMSIW带通滤波器,设计的FHMSIW均衡器无需附加额外的馈电机制。测量结果显示出器件具有良好的性能,与仿真结果具有很好的一致性。相比于其他的平面电路,该设计的结构具有小型化、低损耗以及高Q值等优势。
折叠半模基片集成波导 场分布 相位常数 均衡器 滤波器 folded half mode substrate integrated waveguide field distribution phase constant equalizers filters 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 093206
作者单位
摘要
上海理工大学 机械工程学院, 上海 200093
设计了一款基于金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开关的高压高频脉冲发生器,采用多个以光纤信号隔离触发的串联MOSFET作为高压开关,并由FPGA提供控制信号。该发生器由相同的MOSFET管部分组成,并联并按顺序触发,与参考信号同步。所述电路和工作模式克服了MOSFET管发生器的功耗限制,使脉冲重复率显著提高。详细介绍了该MHz高压脉冲发生器的工作原理和制作过程,然后进行了初步试验,验证了该发生器的性能。该电路在1 MHz的高重复率下,输出上升时间为十几ns、脉宽为百ns、电压幅值大于1 kV的平顶脉冲。
脉冲电源 功率MOSFET ns脉冲 1 MHz重频 脉冲合成 pulse power supply power MOSFET nanosecond pulse 1 MHz repetition frequency pulse synthesis 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 095001
王之琢 1,2,*曹建社 1,2王梓豪 1,2麻惠洲 1[ ... ]岳军会 1
作者单位
摘要
1 中国科学院 高能物理研究所, 北京 100049
2 中国科学院大学, 北京 100049
高能光源(HEPS)要求束流轨道稳定性达到0.1 μm。束流位置探测器系统(BPM)作为储存环的重要系统,其测量数据在监测和实现束流轨道稳定中具有重要作用,需要具有长期稳定性。为抑制由于机械振动、环境温度变化导致的机械形变等对BPM探头机械稳定性的影响,需为BPM探头设计独立稳定的支撑系统,使其具有较高的固有频率、较小的振动放大比和较小的温度形变。本文首先考虑温度形变,选取具有良好温度稳定性的Invar36合金作为支架的主体结构材料;为加工及安装方便,杆板结构选作支架模型,通过仿真测试寻找最优结构;利用ANSYS软件中拓扑优化寻找限制空间内实现最大固有频率的模型结构,为支架设计做指导;加工支架实物,并在实验室测量。支架实验室测量结果与仿真结果进行比较,进而优化安装方式。在四种安装方式下对支架进行测试,为支架在光源实地安装提供参考。
束流轨道稳定性 BPM独立支架 机械振动 拓扑优化 beam orbit stability BPM independent support mechanical vibration topology optimization 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 095101
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
基于中国绵阳研究堆(CMRR)高温高压辐照考验回路初步设计方案,就回路失水事故(LOCA)及失流事故(LOFA)两类典型事故进行分析。结果表明:回路在冷管段及热管段失水事故下包壳热点温度最高为880.6 ℃及367.6 ℃,均远低于1204 ℃;全部失流事故下最小偏离泡核沸腾比(MDNBR)大于1.5,不会发生偏离泡核沸腾;卡轴事故中包壳最高温度为734.1 ℃,低于1482 ℃。上述结果均满足验收准则,符合安全法规要求。
高温高压辐照考验回路 失水事故 失流事故 中国绵阳研究堆 fuel test loop loss-of-coolant accident loss-of-flow accident China’s Mianyang Research Reactor 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 096001
赵东旭 1,2,3,*章红宇 1,2孙志嘉 1,2,3王修库 1,2,3肖亮 1,2,3
作者单位
摘要
1 核探测与核电子学国家重点实验室, 北京 100049
2 中国科学院 高能物理研究所, 北京 100049
3 散裂中子源科学中心, 广东 东莞 523803
作为中国散裂中子源(CSNS)工程中多功能反射(RM)谱仪一部分的3He管探测器数据获取系统不仅要具有基本的读取和处理数据的功能,还需要协调配合谱仪的整体运行,稳定可靠地与其它异构系统进行交互。通过规划数据获取的整体框架,采取有效的方式优化关键部分,另外挑选合适的三方软件包整合到数据获取系统中,达到了该系统操作方便灵活、功能完善、运行稳定可靠并且高效率,满足谱仪实验需求的目的。包括数据获取系统在内的多功能反射谱仪顺利通过了国家验收,目前这套数据获取系统已经成功应用在多功能反射谱仪的束流实验中。
多功能反射谱仪 数据获取 散裂中子源 束流实验 3He管探测器 reflectometer data acquisition CSNS beam test 3He tubes detector 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 096002
作者单位
摘要
核工业西南物理研究院 聚变科学所, 成都 610225
为提高托卡马克装置磁场电源的控制性能,实现对等离子体的先进控制,设计了基于LabVIEW RT和FPGA的磁场电源实时控制系统。根据等离子体控制对电源控制系统实时控制的要求,使用反射内存卡实现实时数据传输,应用实时操作系统来保证系统的确定性应用和系统的可靠性,采用NI 7813R系列数据采集卡实现对晶闸管变流器的控制。实验结果表明,该系统满足等离子体放电对电源控制系统实时性的要求,并具备较高的可靠性和稳定性。
实时控制 确定性应用 脉冲电源 real-time control deterministic application pulse power supply LabVIEW RT LabVIEW RT LabVIEW FPGA LabVIEW FPGA 
强激光与粒子束
2019, 31(9): 096003
作者单位
摘要
强激光与粒子束
2019, 31(9): 1