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12期杂志 文档列表

强激光与粒子束杂志高功率激光与光学

基于衬底温度和贝叶斯估计的红外非均匀性校正1-8

摘要：分析了红外焦平面阵列（IRFPA）基于定标的非均匀性校正法（NUC）和基于场景的NUC算法各自的优势和问题，在此基础上提出了联合非均匀性校正方法。根据上电时刻焦平面衬底的温度值，从FLASH中提取事先存储的对应温度区间的增益和偏置校正参数，初步消除探测器的非均匀性。通过分析初步校正后图像残余非均匀性噪声的特性，提出了一种自适应非均匀性校正算法NSCT，对经过NSCT分解后的子带图像，利用贝叶斯阈值逐点进行信号方差和噪声方差估计，计算出残余非均匀性噪声后并加以去除。实验结果表明，该算法能有效提高校正精度，并具有更强的环境适应性。

强激光与粒子束杂志ICF与激光等离子体

“聚龙一号”丝阵实验轴向一维X光辐射功率分布9-13

摘要：通过一维条纹相机诊断系统对“聚龙一号”（JL-Ⅰ）四类单层丝阵负载进行了轴向X光辐射测量。由于瑞利-泰勒不稳定性的影响,大部分负载表现出两端发光比中间滞后、阳极端发光比阴极端滞后、阳极端发光总强度弱于阴极端的现象。通过不同类型丝阵对比,对于20mm直径的丝阵,JL-Ⅰ驱动器的匹配负载线质量在0.9mg/cm附近。轴向辐射同步性与辐射功率之间存在相关性。

13nm窄带Si／Mo／C多层膜反射镜14-19

摘要：基于多层膜准单色覆盖50-1500eV能谱的多能点发射光谱测量系统可获得“聚龙一号”装置Z-pinch等离子体X射线源的能谱结构和总能量等信息。考虑装置的条件,在13nm处的多层膜需要工作在掠入射角60°。常规的Mo/Si多层膜尽管反射率最高,但其带宽较大,不能满足多层膜准单色的要求。因此提出将Mo和C共同作为多层膜的吸收层材料与Si组成Si/Mo/C多层膜,可使反射率降低较小而带宽明显减小。采用磁控溅射方法制备了Si/Mo/C多层膜,其掠入射X射线反射测量表面多层膜的结构清晰完整,同步辐射工作条件下反射率测量,得到Si/Mo/C多层膜在13nm处和掠入射角60°时的反射率为56.5%,带宽为0.49nm（3.7eV）。

强激光与粒子束杂志高功率微波

高功率微波TM0n混合模式转换方法20-23

摘要：针对现有基于特定模式成分所设计的高功率mTM0n-TEM/TM01混合模式转换器的工作原理,提出了一种大过模比结构下高功率TM0n混合模式的转换方法,可以实现将状态相对稳定且成分已知的GW量级任意模式成分比例、任意相位差的高功率TM0n混合模式微波高效转换为单一的TEM模或TM01模。利用该设计原则对之前所设计的高功率TM0n混合模式转换器进行优化改进,在保留了原有器件功率容量和频带特性的同时,大幅简化器件设计结构。

无光滤波六倍频微波信号产生的系统设计24-28

摘要：基于两个级联偏振调制器,提出了一种高频谱纯度、稳定的六倍频微波信号产生方法。该方法通过适当调整偏振片的偏振方向、射频驱动信号电压和相位,实现无光滤波器条件下、任何波段六倍频微波信号的产生。利用Optisystem平台搭建的仿真系统,以S波段4GHz信号为例,验证了该设计系统产生的六倍频信号质量,并分析了非理想射频驱动电压和相位对六倍频信号质量的影响,结果表明：该设计系统能产生最大光边带抑制比、射频无杂散抑制比分别为21.3,15.2dB的六倍频微波信号;且非理想驱动电压和相位差的偏离应控制在理想值±5%的范围之内。

强流多注电子束高效率引入的模拟研究29-33

摘要：强流相对论多注速调管相对于单注速调管具有导流系数低,输出功率高和效率高的优点,并且可以明显降低引导磁场强度,因此得到快速发展。但是其多注电子束引入漂移管效率低的问题,影响了多注速调管的整管效率,限制了其稳定高效运行和应用推广。论文采用粒子仿真软件CHIPIC对多注速调管二极管爆炸发射过程进行仿真研究,寻找影响多注速调管引入效率的主要因素,并对阴极结构进行了优化,设计出三种两段式新型多注阴极结构并进行冷阴极爆炸发射模拟研究。研究结果表明：给定参数下,常规结构由于底座边缘的不必要的环形电子束发射,只能达到82%的引入效率,而三种新型阴极结构通过抑制不必要电子发射,引入效率都可以提高至95%以上,最高达到99%。

强激光与粒子束杂志复杂电磁环境

开孔屏蔽腔内传输线负载所受电磁干扰的解析算法34-39

摘要：外界电磁场通过孔缝耦合进入屏蔽腔,并经由线缆对腔内电子设备造成干扰,这是电磁兼容中需要考虑的重要问题,而数值法分析此类尺寸跨度大的电磁问题效率过低。基于电磁拓扑和等效电路法,提出一种快速计算外界平面波辐照下开孔屏蔽腔内传输线负载所受电磁干扰的解析算法。首先利用电磁拓扑将整个耦合问题分解为两个独立的子问题：外界平面波辐照下开孔空腔内的耦合场问题与耦合场辐照下孤立传输线的响应问题,然后提出基于等效电路法求解空腔内耦合电场的计算方法,最后利用场线耦合BLT方程求解耦合电场对孤立传输线负载造成的电磁干扰。经CST仿真验证,该解析算法能有效计算任意位置开（多）孔屏蔽腔内任意放置传输线负载所受的电磁干扰。相比于数值法,该解析算法不仅花费更少的计算时间与资源,且能用于参数影响规律的研究。

多腔体复杂系统电磁脉冲耦合统计特性40-44

摘要：以双腔体级联系统为实验对象,测量了系统的输出端感应电压,对实验结果进行统计分析,并与随机拓扑模型计算结果进行对比,两者基本吻合,验证了随机拓扑模型的适用性;利用该模型计算分析了不同脉冲参数及不同拓扑结构条件下多混沌腔体复杂系统的电磁耦合统计特性。研究表明,脉冲宽度和脉冲个数与概率峰值处的感应电压均存在一定的谐振特性,且脉冲频率越低,脉冲的耦合效率越高,采用串型的拓扑结构更加有利于系统的防护和加固。

强激光与粒子束杂志粒子束技术

基于马尔可夫随机场的闪光图像分割45-49

摘要：目标界面位置信息是闪光照相中关注的内容之一,而闪光图像的低信噪比影响了微结构界面位置的准确提取。研究了基于马尔可夫随机场的闪光图像分割算法,在闪光图像分割过程中采用马尔可夫模型描述被分割像素之间的相关性,减少了由噪声所引起的孤立虚假目标,提出利用中空邻域模板内的起伏定义标号场模型中的基团势函数,改进了闪光图像的分割方法,提高了微结构分割精度。数值实验表明,改进后的马尔可夫随机场分割方法能取得更好的分割结果。

微孔阵列铜表面二次电子发射系数抑制研究50-56

摘要：针对微孔阵列对铜表面二次电子发射系数（SEY）的抑制效应进行实验研究以提高电真空器件性能。首先利用Casino软件模拟了入射能量分别为0.5keV和3keV的电子束垂直入射到方形微孔阵列表面的SEY,分析了方孔阵列的深宽比和孔隙率对本征二次电子发射系数（ISEY）、背散射二次电子发射系数（BSEY）及总二次电子发射系数（TSEY）的影响。然后采用半导体光刻工艺在铜箔表面制备具有不同形貌参数的圆孔阵列,采用激光扫描显微镜进行形貌分析和几何结构参数提取,采用二次电子测试平台进行TSEY测试。仿真结果表明：微孔阵列的深宽比、孔隙率越大,其SEY抑制特性越明显;随着微孔阵列深宽比逐渐增大,SEY逐渐趋于饱和;入射电子束能量较低时,微孔阵列对SEY抑制效应比入射能量较高时更为明显。实验结果表明：微孔阵列能有效抑制铜表面SEY,实测结果与仿真结果规律一致,为微孔阵列结构用于铜表面SEY抑制提供了依据。

空变环形编码孔成像模拟与图像复原57-61

摘要：环形编码孔成像技术具有高的探测效率和信噪比,是一种解决低强度脉冲辐射源成像较好的技术。基于该技术,利用Geant4建立环形编码孔中子成像的模拟过程,获取6个不同位置的点扩散函数（PSF）和编码图像。根据空间移变图像分块原理,将图像分成矩形和圆形分块,每一块图像用RL迭代法复原,去除边界明显畸变的像素,这些像素强度由相邻的图像块像素到边界距离的加权系数叠加而成。模拟结果表明,该方法提高了图像复原效果,能够更好地诊断射线区域的空间分布情况。

中子标准测试束平台概念设计及模拟优化62-65

摘要：为满足对中子散射谱仪关键部件的检测需求,提出一种基于反应堆中子源的中子标准测试束平台概念设计思路。该平台具有测试束流波长（0.1-0.3nm）连续可调、n/γ可同步分析、样品台可多自由度移动以及便于后续拓展集成等优点。利用蒙特卡罗程序VITESS对平台整体结构,具体包括聚焦单色器、soller准直器等展开模拟优化分析。该装置利用可拆卸的准直器1实现高通量和较高分辨两种工作模式：工作于高通量模式时,样品台处中子（波长0.1nm）束流强度最高可达6.15×10^6n/（cm2·s）,水平发散度1°;工作于较高分辨模式时,分辨率可达0.2%。

液体闪烁体探测器测量皮秒激光脉冲中子源能谱66-70

摘要：在“星光Ⅲ”实验装置上开展皮秒激光脉冲中子源实验,使用液体闪烁体探测器测得较好的中子信号,利用飞行时间法获得中子的能量/时间分布,通过示波器电压时间积分与阻抗之比得到不同能量段的电荷值。建立液体闪烁体探测器Geant4计算模型,通过实际打靶情况与标定情况下液体闪烁体探测器出光口收集到的可见光光子数之比,结合标定的灵敏度数据,获得液体闪烁体探测器对不同能量中子的灵敏度。计算得到源发射的中子能谱,能量在1 MeV以上的液体闪烁体探测器方向测得的中子产额为1.04×10^8 sr-1。

强激光与粒子束杂志微纳技术

3D打印技术应用于加工微靶零件71-77

摘要：采用三种商业3D打印机尝试加工了金属材质和树脂材质的微型靶零件。通过EOSINT M2903D打印机以激光烧结的方式加工了钛金属靶架;通过Object 30Pro 3D打印机以聚丙烯树脂为材料,通过喷射打印的方式加工了构型复杂的树脂靶架;通过Freeform Pico 3D打印机以蜡质树脂为材料,通过光固化成型的加工方式,获得了微腔、圆柱和平面元件,并在其表面设计了周期性图形结构。采用光学工具显微镜和共聚焦显微镜对样品的尺寸和表面形貌进行了表征。结果表明：金属靶架的线粗糙度为7.3~17.79μm,抛光之后降低为0.87~1.66μm;树脂靶架的面均方根粗糙度为2.88μm;微腔和圆柱元件端面的面均方根粗糙度为2.03μm,表面的条纹周期与设计值偏差为1.40%,平均振幅值偏差为55.50%;平面元件的面均方根粗糙度为4.87μm,表面调制图形的周期与设计值偏差为0.80%,平均振幅偏差为3.60%。通过商业3D打印机加工靶零件,为惯性约束聚变实验中微靶零件的加工提供了新思路。

航空高度FPGA单粒子翻转飞行实验及失效分析78-84

摘要：随着微电子工艺的发展,小尺寸、高密度及低电压的器件越来越多地应用于航空电子设备。许多科研人员发现高层大气及外太空的带电粒子带来的粒子辐射会对航空电子器件产生严重的影响。基于民用航空局方的要求,鉴于机载设备对单粒子翻转效应的隐患以及航空机载设备国产化的迫切需求,开展FPGA器件用于机载电子设备可能遭遇的单粒子翻转效应的风险问题研究。分析了主流FPGA在航空飞行高度的飞行实验数据,进一步论证其是否满足民用航空的需求。大量数据的分析结果证明,以当下主流FPGA芯片的工艺尺寸、工作电压的条件,单粒子翻转效应是一个不容忽视的问题。即便是航空飞行高度甚至是地面高度,FPGA芯片因单粒子翻转导致失效也是无法满足民用航空设备的安全性要求。

超快激光对涂有量子点玻璃表面的微构造85-88

摘要：基于金属量子点的局域等离激元效应,提出一种新的固体介质表面微结构的制备方法。利用飞秒激光辐照涂有Cu2S量子点的K9玻璃,在其表面制备出了类似光栅结构的亚波长周期性条纹。当飞秒激光的中心波长为1300nm、脉宽为50fs、激光功率为230 mW时,玻璃表面的亚波长周期性条纹结构尺寸为34nm。通过模拟得到了附有Cu2S量子点玻璃表面的近场分布,模拟结果表明,出现这种周期性条纹结构是入射飞秒激光与量子点产生的等离激元场之间产生干涉引起的。该制备方法可以降低透明介质微构造的激光功率阈值,改善了透明基质表面的微纳结构加工工艺。

强激光与粒子束杂志脉冲功率技术

直流场畸变开关中混合气体击穿特性89-94

摘要：氩气中一般含有大量亚稳态原子,在强外电场作用下容易产生自由电子,能够促进放电通道快速形成。采用场畸变型气体开关,在直流电压下设计了实验平台来探究气体开关中采用SF6-Ar或N2-Ar混合气体后放电时延及抖动的变化情况。改变多种气体状态进行一系列实验,并得出场畸变气体火花开关中SF6-Ar及N2-Ar的击穿特性,根据工程需要对气体种类及混合比例进行最优化设计。实验表明SF6-Ar中Ar质量分数达到20%及以上时,开关放电时延及抖动明显减小。

直流场畸变开关中混合气体击穿特性95-99

摘要：通过气体放电产生更高浓度的低温等离子体要求具有纳秒上升沿和纳秒脉宽的高重频快脉冲,而目前被广泛使用的MOSFET和IGBT都无法满足这些参数要求,而双极结型晶体管（BJT）的集电极与发射极之间的雪崩击穿过程具有快导通、快恢复、高稳定性等优点,适合作为小型Marx发生器的自击穿开关。文中对用多种型号的BJT进行击穿特性比较测试实验,发现可以通过改变BJT的门极和发射极的并联电阻来调节其雪崩击穿电压,实现一定范围的工作电压。雪崩击穿恢复特性实验表明,当击穿电流衰减到低于维持电流时,BJT就会开始恢复绝缘而关断,通过改变电路中的参数以控制击穿电流的变化就可以控制BJT的雪崩击穿导通时间（即导通脉宽）。将这些结论应用到实际电路中,可获得上升沿5ns、脉宽为10ns、幅值2kV、重复频率高达100kHz的纳秒快脉冲,可用于激发高浓度低温等离子体。