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 2018年第07期杂志 文档列表

强激光与粒子束杂志高功率激光与光学

共振非弹性散射光谱仪设计原理及性能测试1-8

摘要：共振非弹性散射（RIXS）是一种研究分子、材料的电子结构的X射线光谱技术,其对光源、光谱仪都有着极为苛刻的要求。掌握先进RIXS光谱仪设计思想、使用方法、性能等对未来研究均具有重要意义。通过探究其设计思想,从光程函数理论方式出发并计算变间距光栅参数,逐一分析各像差项对最终成像结果影响;开发可见激光的非接触式测量方式测量电机编码与光谱仪部件角度关系,并验证该方式的有效性;在同步辐射实验站直接使用同步辐射X射线,对光谱仪成像分辨率进行标定,掌握光谱仪工作性能;最终将SHADOW模拟数据与实际探测数据进行对比,表明光谱仪安装调试满足设计及实验要求。

偏振方向对涡旋光束产生的影响9-13

摘要：在利用液晶空间光调制器（LCSLM）产生涡旋光束时,入射光的偏振方向对涡旋的产生有着明显的影响。从液晶空间光调制器的工作原理出发,研究了不同偏振方向的线偏振光在通过LCSLM的相位调制后,涡旋光束产生的变化。通过模拟仿真与实验结果的比较,发现随着线偏振光的偏振方向与液晶分子光轴夹角的增大,液晶空间光调制器的调制误差变大,所产生的涡旋光束的质量变差。当夹角大于4.725°时,涡旋光束的质量明显变差。而随着夹角继续增大,LCSLM对入射光的调制作用减弱,无法产生涡旋光束。

脉冲激光沉积制备MgxNi1-xO合金薄膜的表征及光学性质研究14-17

摘要：应用脉冲激光沉积（PLD）技术,固定脉冲激光能量密度为5J/cm^2,调节薄膜生长基底温度为300～700℃,制备了系列MgxNi1-xO合金薄膜。通过透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、原子力显微术（AFM）等表征分析手段,详细分析了薄膜的成分及组织,研究了退火处理对样品的影响。通过UVVis分光光度计研究了透射光谱,结合理论计算了光学带隙宽度。结果表明：薄膜由非晶及多晶构成,紫外吸收边约为290nm,接近日盲波段的上限;衬底温度为500℃、激光脉冲能量密度为5J/cm^2时生长的薄膜在短波部分吸收强烈,而长波部分几乎不吸收,有利于紫外探测;退火处理改善了样品表面质量,但不能有效拓宽光学带隙。

强激光与粒子束杂志ICF与激光等离子体

地脉动环境下反射镜架系统的镜片转角响应计算18-23

摘要：反射镜组件是光机装置的重要组成部分,反射镜片的转角稳定性对光路的传输有着直接影响。针对大型光机装置中反射镜架在地脉动随机微振动下的稳定性问题,推导了镜片转角响应均方根值的计算公式。在ANSYS中建立了一个镜架结构的有限元模型,并分析了该镜架系统的模态及结构在地脉动载荷下的微振动响应。根据计算结果分析得到了镜片转角响应均方根值;提出了工程实际中如何通过有限元分析便捷获得镜片转角响应的另一种工程方法。两种方法所得镜片转角具有较好一致性,说明所采用镜片转角计算分析方法是有效的,为精密反射镜架的稳定性设计分析提供了有效方法。

基于14 MeV中子的烧氚历史诊断模拟研究24-27

摘要：针对直接测量16.7 MeV进行烧氚历史诊断所需聚变产额高的情况,模拟研究了利用14 MeV中子与副靶作用产生的非弹伽马进行烧氚历史诊断的情况,计算了几种材料14 MeV中子作用产生的次级伽马能谱以及切伦科夫辐射阈能之上的非弹伽马数目,对副靶材料和厚度进行了选择。计算了14 MeV中子产生的切伦科夫光子时间谱,分析了光电转换器件处伽马、电子以及正电子等噪声信号,分析了气体切伦科夫系统测量统计涨落与聚变中子产额之间的关系,确定了气体切伦科夫系统所适用的最低聚变中子产额,通过测量14 MeV中子与副靶产生的非弹伽马进行烧氚历史诊断较直接测量16.7 MeV伽马可将测量所需聚变中子产额降低2个量级。

强激光与粒子束杂志高功率微波

一种耦合度可调节的微波脉冲压缩装置设计及实验28-32

摘要：针对有源能量倍增器法（SLED）脉冲压缩实验中对储存能量阶段和释放能量阶段耦合度调节的需求,利用支臂短路波导H-T的调配功能,设计了一种耦合度可调节的SLED脉冲压缩装置。基于散射矩阵理论,分析了支臂短路波导H-T对SLED脉冲压缩装置耦合度的调节能力。利用大功率波导环形器代替3dB耦合器,进行了基于单储能腔的无源SLED脉冲压缩实验,实验结果表明,支臂短路波导H-T对耦合度的调节能力与理论分析相吻合。

一种X波段过模高效率相对论返波管33-37

摘要：设计了一种X波段过模高效率相对论返波管（RBWO）,主要结构包括双谐振腔反射器、7周期梯形慢波结构与提取腔。该器件慢波结构的过模比为2.6,电子束与结构波TM01模的近π模相互作用,在慢波结构区域束波作用产生的TM01模表面波主要转化为TM02模的体波,其输出微波的模式主要为TM02模,占比为81%,其余为TM01模。提出一种过模条件下谐振腔反射器的设计思路,结合模式匹配法,优化得到了一种双谐振腔反射器结构,其对TM01模与TM02模的反射系数均大于0.99,可实现过模条件下RBWO慢波结构与二极管区的良好隔离;同时双谐振腔反射器两个谐振腔中的纵向电场可以对电子束进行充分的预调制,将促进慢波结构区域的束波作用,有利于提升效率。通过在慢波结构后端加入提取腔,进一步提升了转换效率。PIC仿真中,在二极管电压900kV,电流14.3kA,得到了6.6GW的输出功率,转换效率约51%。

Ka波段TM02模式低磁场相对论返波管初步实验研究38-42

摘要：对Ka波段TM02模式低磁场相对论返波管的结构特点、工作原理进行了介绍,详细分析了该器件以TM02模工作的模式选择机制。通过粒子模拟,该器件在1T引导磁场下获得了功率为493MW、频率29.3GHz的微波输出,工作模式及频率与理论设计相一致。随后,基于模拟中的结构参数开展了初步的实验研究,当二极管电压为580kV、电流为3.56kA、引导磁场1T时,获得了功率286MW、频率29.3GHz、脉宽约10ns的微波输出。实验获得的微波频率与数值模拟一致,但是微波功率与数值模拟结果有明显差异,并且微波脉冲后沿有明显的缩短,分析认为在低磁场下后端谐振腔链受到电子轰击是导致该问题的主要原因。

一种高功率微波源真空在线测量43-47

摘要：针对磁绝缘线高功率微波振荡器（MILO）的静态保真空和重频运行,设计了一种真空度在线测量系统及其组件,优化了常规的测量方法,实现了真空度的实时监测和数据采集。基于30GW高功率脉冲平台,以硬管化MILO微波源为负载,开展了加电运行条件下微波源内真空度的实时在线测量。实验结果表明：研制的真空在线测量组件具有较强的抗电磁干扰能力,能够准确获得高功率微波源运行过程中的本底真空度及脉冲放气特性。

重复频率高功率微波加速器X射线屏蔽的估算48-52

摘要：高功率微波的研究正在向高重复频率发展,目前已运行每年百万炮次或以上的水平,由此导致的电子束轫致辐射产生的X射线剂量已不可忽视,为了人员安全必须采取屏蔽措施。采用BEAMnrc程序,用蒙特卡罗方法仿真了环状束高功率微波源收集极的射线产生情况,典型输入束流参数为电压1 MV,电流10kA,脉宽100ns,重复频率100Hz。仿真结果给出了X射线的谱分布和空间分布。据此估算了屏蔽X射线所需的墙壁衰减量。同时估算了X射线的天空散射因素以及房顶所需的衰减量。

微波器件微放电阈值功率自适应扫描方法53-57

摘要：传统的粒子模拟软件在获得微放电阈值时需要进行多次微放电模拟,而且不具备自动功率扫描功能,在不考虑电子运动所产生的自洽场的情况下,提出了一种微波器件微放电阈值功率自适应扫描方法,对同一微波器件中的电磁场只计算一次并重复利用,改变输入功率,获得不同功率下的粒子数目变化的趋势,结合阈值功率判断方法,进而能够快速获得微放电阈值。首先,采用MSAT粒子模拟软件计算单位功率下微波部件中的电磁场分布,接着利用蛙跳法求解粒子运动轨迹,然后结合二次电子发射模型确定出射粒子数目。在微放电模拟过程中对粒子数目曲线进行分析,建立微放电阈值判据方法,根据二分法改变输入功率使得粒子模拟软件在给定初始功率后自动给出微放电阈值。以微波阶梯阻抗变换器与同轴腔体滤波器为研究对象,采用该方法分别计算其微放电阈值并与实验结果进行对比,结果表明,该方法具有准确性。

某型飞艇平台微波测试环境研究58-62

摘要：针对微波试验用某型飞艇升空平台开展试验环境测试研究,给出了中等气象条件下的测试结果。指出定姿飞控模式下的艇体方位角稳定性优于压航迹模式,两种飞控模式下艇体俯仰角和滚转角稳定性相近;统计分析指出配试用艇载二轴天线稳定平台可有效隔离飞行中艇体三姿±10°以上的晃动,将接收天线主轴稳定指向辐射源,天线主轴方位、俯仰角控制精度优于±1°。研究了相对辐射源20～40km,迎头、横向两种航线下,艇载4.5°波束宽度天线接收信号的幅度,统计分析指出迎头飞行时天线增益损失小于1dB,信号稳定性优于±1dB,横向飞行时天线增益损失约2.3dB,信号稳定性约±3dB。研究给出了飞行条件下艇体散射环境和地面散射环境对艇载天线接收信号幅度的影响。

高功率无移相器自旋转波束扫描天线设计63-67

摘要：设计了一种无移相器结构的平板高功率天线,通过辐射层自旋转方式改变口径场相位分布,从而实现空间波束扫描,满足轻质、低剖面集成要求,辐射增益36dB,波束扫描范围-30°至＋30°,GW级功率容量,满足Ku波段工作的系统指标与能力要求。对天线进行了实物加工与测试,测试结果说明该天线具有良好的波束扫描特性和较高的口径辐射效率。无需加载移相馈电网络便可改变波束指向,具有伺服简单,结构紧凑,平面化、低剖面、轻质等优点,可广泛应用于机载、车载、舰载等高功率微波系统的表面共形发射。

不同位置二极管串并联方式对射频电路的影响68-74

摘要：分析了单支肖特基二极管以及串并联模拟预失真电路的幅度和相位的非线性特性,仿真结果表明可以将二极管作为模拟预失真电路可调节的核心器件。利用传输矩阵分析得出改变肖特基二极管在预失真电路的不同位置,及不同的串并联连接方式,可以使幅度相位补偿曲线得到改善。由仿真结果可以看出,在不同位置以串联或并联的形式在电路中连接二极管,可有效改变曲线的位置和斜率,从而得到理想的目标曲线形状。

强激光与粒子束杂志太赫兹技术

基于缺陷接地结构的太赫兹双频微带天线75-79

摘要：提出了一种工作在太赫兹频段的双频微带天线。在普通矩形微带天线的基础上,在辐射贴片上加载45°和135°的矩形贴片增大辐射面积,增大高频谐振点处阻抗带宽。通过引入缺陷接地结构使得天线在接地板处的电流路径改变,并与辐射贴片相互耦合,从而实现双频特性。为提高天线增益,在辐射贴片边缘加载若干寄生矩形贴片,并增加了寄生贴片处的基板厚度。该款天线可以同时在520GHz（508～532GHz）和680GHz（581～766GHz）的频段下工作,其中高频段的相对带宽达到了27.5%,最大增益达到了3.54dB和4.11dB。该双频天线结构相对简单,各项性能指标稳定,对于工作在太赫兹频段上的通信系统和无线传输系统具有一定的应用价值。

强激光与粒子束杂志复杂电磁环境

含三维复杂工程细缝金属腔的电磁屏蔽效能评估80-84

摘要：复杂工程细缝为金属腔电磁屏蔽效能的评估带来了挑战。采用时域有限差分（FDTD）法结合环路（CP）法,在不改变原有粗网格剖分的基础上,实现了对三维复杂细缝结构金属腔电磁屏蔽效能的快速计算。提出复杂工程细缝的等效模型,提高了复杂细缝结构的CP编程和计算效率,计算结果与采用精细网格剖分的传统FDTD（fine-FDTD）计算结果吻合很好,验证了等效模型的有效性。在此基础上,分析了两种开有典型工程细缝金属腔在0~3GHz内的电磁屏蔽效能,计算结果与fine-FDTD算法结果吻合很好,且计算效率大大提高。

基于柔性屏蔽材料混响室的设计与应用85-90

摘要：利用柔性屏蔽材料不平整性使屏蔽腔内场环境易于满足各向同性、均匀分布、随机极化统计特征的特点,研究了三种不同柔性屏蔽材料搭建的模式搅拌混响室的可行性。在Z字形搅拌器的作用下通过测量得到低频场均匀性和高频归一化电场的概率密度函数,根据IEC 61000-4-21-2011标准和理想混响室模型验证了所搭建混响室的有效性。在此基础之上,通过实验测量分析了搅拌器转速、天线高度、天线位置对归一化电场概率密度函数（PDF）的影响,并利用所搭建混响室对加载开孔电大金属腔的电磁屏蔽效能进行了测试。研究结果表明利用柔性屏蔽材料搭建混响室具有较好的可行性。

基于Marx发生器的中小型电磁脉冲模拟器驱动源91-96

摘要：为满足不同尺寸效应物抗强电磁脉冲（EMP）性能试验的需求,产生覆盖范围更全面、波形更理想的模拟电磁环境,对基于Marx发生器的一级脉冲陡化EMP模拟器驱动源的基本构成与工作原理进行了介绍。结合实际设计与调试经验,分析了设计该类装置时可能遇到的一些问题以及解决的方案。给出了研制的电压等级在100～600kV的中小型EMP模拟器驱动源的结构、参数与输出指标。通过紧凑型Marx发生器、低电感平板型薄膜电容器、低电感输出开关等关键部件与连接结构优化、器件参数选取,获得在驱动源接120～180Ω负载时可输出前沿1.2～2.7ns、半宽32～41ns的双指数波。