强激光与粒子束杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

强激光与粒子束 2016年第11期杂志 文档列表

强激光与粒子束杂志综述

热核聚变装置“贝加尔”概念设计1-7

摘要：＂贝加尔＂（Baikal）装置是当今世界上在建的最大的脉冲功率驱动热核聚变和高能量密度研究装置,从最初建造＂贝加尔＂装置概念的提出,其技术路线和主要参数经历了一系列的发展和演变过程。综合介绍了＂贝加尔＂装置概念设计提出的历史背景、发展演变过程和目前的研究进展,描述了＂贝加尔＂装置的主体性能和技术路线,着重分析了装置主要部件的结构和性能参数。

强激光与粒子束杂志高功率激光与光学

侧吹辅助气流对激光立焊5A90铝锂合金气孔影响8-14

摘要：基于试验设计软件Design Expert V8设计试验,开展激光焊接5A90铝锂合金工艺试验,研究侧吹保护气流参数对焊缝气孔的影响规律,拟合侧吹流量、侧吹角度和等效气孔点数的函数图像,建立数学模型,优化保护气流参数,预测Ⅰ级焊缝保护气流参数范围。实验结果表明：侧吹气流的加入能明显抑制焊缝气孔,侧吹流量是显著因子,对气孔影响较大,随着流量的增加,气孔点数先增后减,在侧吹流量为5-7L/min时有最小气孔点数;侧吹角度和交互项是不显著因子,在侧吹角度为20°-30°范围内,有一个较优值。气孔点数的最优响应模型为三阶模型,该模型拟合良好,经验证试验检验,模型误差范围小于10%,Ⅰ级焊缝易在侧吹流量为3-9L/min,侧吹角度为15°-52°范围内获得。

粗糙体目标激光束散射场的互相关函数统计特征15-19

摘要：依据高斯波束体目标散射特征,研究了粗糙体目标高斯波束散射场量的互相关函数统计特征。在激光波束入射下,通过数值方法讨论圆球类目标、不同半径、不同材料、不同入射波束极化等条件下,散射场量的互相关函数随散射角变化情况。数值计算结果表明：金属薄膜材料比非金属镀漆材料互相关函数量值要大,金属材料球体目标的后向散射互相关函数值较大,而非金属镀漆材料球体互相关函数值较小。材料表面的粗糙度和目标尺寸对互相关函数影响较大,而入射光的极化方式对相关函数有影响但影响较小。

飞秒激光微构造硅光电二极管的光电响应20-23

摘要：在一定条件SF6气体氛围中,硅可在飞秒激光辐照区产生μm量级的尖峰结构。针对不同尖峰高度的微构造硅,在不同温度下退火,采用电子蒸发的方法在正反面分别镀上铝电极,制备出了飞秒激光微构造光电二极管,并测试了其光电响应。实验结果表明：飞秒激光微构造光电二极管的响应随微构造硅光电二极管的尖峰高度和退火温度的不同而不同。尖峰高度为3-4μm的样品在973K温度退火30min后,响应度可达0.55A/W。即使在1100nm波长处,这种新型的硅光电二极管的响应仍可高达0.4A/W。

强激光与粒子束杂志ICF与激光等离子体

平响应塑料闪烁体设计24-27

摘要：通过采用北京同步辐射源标定了无镀膜闪烁体EJ232的能量响应曲线。该批次无镀膜闪烁体对于能量低于300eV的X射线的线性响应差。根据实验结果,进行了镀膜模拟设计,并通过真空磁控溅射法进行了闪烁体镀膜加工工艺。设计加工后的镀膜闪烁体经过实验标定后,其结果指标满足设计要求。该镀膜闪烁体对于能量低于1keV的X射线的平响应特性好,线性度高于99%。该闪烁体对普朗克谱的模拟输出结果表明,其输出谱与输入谱之间形变小,因此该镀膜闪烁体在Z-pinch实验中能有较好的适用性。

Z箍缩动态黑腔中泡沫柱的装配精度和误差源分析28-32

摘要：为了提高Z箍缩动态黑腔中低密度泡沫柱的装配精度,基于辅助移动平台和视觉识别工艺的基础上,对低密度泡沫柱装配的误差源进行了分析与建模。建立设计、加工和装配误差源传递模型和低密度泡沫柱装配同轴度及轴向夹角精度预测模型,获得各误差源对低密度泡沫柱装配精度的影响大小和规律。最后采用某负载进行了模型的有效性验证,当泡沫柱粘接随机位置误差较小时,同轴误差预测值与实测值偏差为0.01-0.03mm,轴向夹角预测值与实测值偏差为0.05°-0.34°。实践表明,该方法可为低密度泡沫柱装配精度的预测和误差源控制提供一定的理论支撑。

激光等离子体相互作用中的两级质子加速33-38

摘要：研究了激光辐射压驱动的两级质子加速的相关问题。当超短超强激光脉冲与处在背景等离子体前方的薄固体平靶相互作用时,在固体靶后部形成一个电子层-离子层组成的双层结构。在激光的不断推进下,双层结构在背景等离子体里以一定速度传播,可以看成运动在背景等离子体中的电场。这样,在背景等离子体中的质子被这个运动电场捕获并能加速到很高的能量。通过二维PIC模拟方法和理论分析研究了质子加速的相关问题。研究结果表明,被加速质子的最大能量达到20GeV。

黑腔中空间束匀滑光束成丝不稳定性的数值模拟39-43

摘要：为深入研究黑腔内激光成丝不稳定性产生和发展,建立了空间束匀滑光束的传播模型,利用三维激光等离子体相互作用程序LAP3D模拟了黑腔物理条件下的大尺度成丝现象。模拟结果可正确描述成丝后光强的束发散现象及谱空间光强分布特征。从激光能量参数角度分析了导致成丝不稳定性发展的物理因素,并讨论了应用空间束匀滑技术抑制成丝不稳定性的局限性。研究表明：空间束匀滑光束发展成丝的能力取决于光斑内小焦斑的成丝表现,当具备成丝能力的小焦斑份额达到一定比例后,就会导致整个空间束匀滑光束成丝,因此对于光斑平均功率密度较高的光束,须考虑结合其他束匀滑手段来抑制成丝发展。

内爆靶丸X射线轫致辐射谱的重建方法及应用44-47

摘要：提出了一种对内爆靶丸X射线轫致谱重建的方法。该方法的目的是通过重建内爆靶丸的轫致辐射谱,得到内爆靶丸有价值的信息。这种方法将轫致谱能段分为五个部分,假设每个部分的平均能量强度相等,用一种包含了五个不同滤片组的多能段针孔相机对同一个内爆靶丸进行成像,并且用IP板进行接收。五组不同的像可以给出五个不同的线形方程组,这样就可以还原出轫致辐射谱。使用该方法还原了在神光Ⅲ原型装置上内爆靶丸的轫致辐射谱,并据此给出了内爆热斑的温度,所得的结果与用示踪元素特征谱线给出的温度符合得较好,证实该方法和结果是可靠的。

紫外波长下混合表面等离子体纳米激光器48-55

摘要：设计了一种带有金属脊和氟化镁夹层的紫外混合表面等离子体纳米激光器。在COMSOL Multiphysics软件的基础上,使用有限元法分析了所设计激光器结构的电场分布、模式特性、品质因数和增益阈值。结果表明：在工作波长为390nm的紫外波段,通过最优参数设计,其光场约束可达到较好的深亚波长水平,同时保持高的品质因数、低的损耗和阈值。与平坦金属层结构相比,在相同的参数下,所设计的结构具有更强的光场限制能力和更强的微腔束缚能力,有潜力使纳米设备趋于小型化和集成化。

脉冲CO2激光烧蚀锡靶等离子体的数值模拟56-62

摘要：使用一维辐射流体力学程序MULTI模拟了脉冲CO2激光烧蚀平面锡靶的过程,研究了脉冲宽度、峰值功率密度、靶材初始密度对锡等离子体电子密度、电子温度的时空分布的影响,并结合统计分析得到最有利于产生13.5nm极紫外光的激光脉冲宽度。模拟结果表明,脉冲宽度为100-200ns的长脉冲激光产生的等离子体有利于实现极紫外输出的最佳条件,通过分析等离子体的电子密度、电子温度的分布对这一结论进行了解释。临界电子密度区域有效吸收了脉冲能量,而低密度的羽辉对激光与极紫外辐射的吸收很少。采用长脉冲激光,使得辐射极紫外等离子体持续时间更长,是提高极紫外辐射效率的有效手段。同时模拟还发现,靶材初始密度对等离子体参数的影响不大。

强激光与粒子束杂志高功率微波

新型全吸收式高功率微波能量计63-69

摘要：为解决高功率微波源传输线内能量的测量,研制了一种全吸收式液体高功率微波能量计。能量计采用乙醇、去离子水等混合液作为吸收液,吸收液吸收微波后体积膨胀,探测器内的液面升高,通过控制系统得到液面升高引起的电压变化值,从而得到被测能量的大小。该套能量计具有结构简单、测量准确度高等特点,经过实验,测得能量计端口的电压反射系数小于-20dB,具有较好的匹配性,能够开展10-600J能量的测量,5次测量结果标准偏差优于3%,可满足高功率微波源传输线内或空间辐射能量的测量。

平面磁绝缘线振荡器的作用机理及模拟设计70-73

摘要：针对当前高功率微波（HPM）中的热点器件磁绝缘线振荡器（MILO）频率低、效率低等问题,提出了一种可以沿x方向平面展开的平面MILO。该器件也是一种低阻抗高功率微波器件,通过一个低外加磁场来代替常规MILO中的磁绝缘电流,辅助实现器件的磁绝缘,从而实现器件效率的提高。结合PIC模拟,建立一个外加低磁场的C波段平面MILO,并根据其慢波结构（平面折绉表面）特点给出相应的色散曲线,确定微波器件工作点,利用2.5维全电磁粒子模拟软件对其进行数值模拟,在输入为4.0GW电功率（工作电压约800kV）的条件下,模拟得到频率为6.56GHz的微波输出,通过优化外加磁场,使得模拟微波输出功率达到1.22GW,功率效率在C波段条件下超过30%。

L波段高功率波导缝隙阵设计与数值模拟74-78

摘要：设计了一种基于宽边纵缝驻波阵的高功率射频微波辐射系统,系统由四路矩形波导以及聚四氟乙烯天线窗组成。天线内采用真空绝缘实现天线高功率容量,天线窗真空侧采用周期刻三角槽技术抑制高功率微波介质表面击穿。在波导缝隙阵与天线窗之间设计支撑板,除支撑天线窗外还可抑制表面波电流。采用HFSS数值模拟软件对辐射系统进行了优化设计。数值模拟结果表明,设计的辐射系统在频率为1.575GHz时,增益为22.7dBi,天线口径效率为98.3%,反射系数为-25dB,带宽达到5%,带宽内天线增益波动小于等于0.4dB、天线口径效率大于等于98%、主瓣指向偏差小于等于1.2°。系统功率容量达到1.92GW。

基于空频时间反演的空间功率合成技术79-82

摘要：采用天线组阵辐射的方式实现空间功率合成,是获取高功率微波的有效途径。利用奇异值分解空频矩阵获取时间反演后向传输信号,天线阵列再次发射这些信号,能完成目标探测,同时在目标位置处实现空间功率合成。基于相同的峰值发射功率,频率提高后的空频时间反演方法合成功率达到了理想合成功率的87.39%;而TD-DORT方法仅为理想合成功率的19.55%。频率提高后的空频时间反演方法具有功率合成方面的高效性,探测目标的同时在目标位置处合成高功率微波,为空间功率合成提供了一种新的方法与途径。

电缆X射线辐射感应电导率引起的非线性效应83-88

摘要：对电缆X射线辐照非线性响应进行了数值模拟。分析了电缆X射线辐照的物理过程,针对同轴电缆和屏蔽多导体电缆,建立了基于有限元方法的二维电缆模型诺顿等效电流源计算方法,着重描述了二维模型下电缆介质辐射感应电导率效应求解方法,模拟了电缆X射线辐照非线性效应,给出了诺顿等效电流源非线性响应规律,并依据物理过程进行了合理性分析。模拟结果显示,由于辐射感应电导率的存在,随着X射线注量的增加,电缆响应幅度会存在明显的饱和现象。对特定类型的电缆,响应电流随着X射线注量增加,依次出现3个时间位置不同的电流峰值。

相对论速调管放大器中自洽的非线性理论与粒子模拟的比较89-93

摘要：分别给出了归一化调制电流和电子束动能的积分微分方程,并提出了完整的数值计算方法。对于束压束流分别为511kV,5kA和800kV,8kA两组典型参数,采用非线性理论和二维粒子模拟程序分别计算了电流调制系数和距离的关系。在线性增长区以及当调制电流达到最大值并开始缓慢下降后,理论与模拟都符合得很好。此外还计算了电子束动能和调制电流的n次谐波的模式强度随归一化距离的变化情况：一次和二次谐波强度较大,八次以上谐波幅度较小而可以忽略。

蒙特卡罗方法评定峰值检波器标定不确定度94-98

摘要：针对高功率微波（HPM）脉冲测试用峰值检波器标定不确定度评估中测量函数非显式,直接测量量与被测量间概率分布传递困难等问题,研究建立了蒙特卡罗分析方法（MCM）,利用有限带宽S参数网络时域响应计算原理建立了检波器标定系统的时域仿真模型,模型包含标定系统各微波器件S参数、检波电压、监测峰值功率等直接测量量,以及微波脉冲反射、叠加及传输延迟等物理过程。根据MCM原理对模型中各直接测量量引入特定分布的随机误差,通过重复计算,获得了检波器标定曲线的不确定度及其概率分布。