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09期杂志 文档列表

强激光与粒子束杂志高功率激光与光学

100W高光束质量光子晶体光纤棒皮秒脉冲放大器1-5

摘要：使用光子晶体光纤棒作为增益介质,设计了皮秒脉冲放大器的实验光路。通过实验研究分析了光子晶体光纤棒皮秒脉冲放大器的输出功率、斜率效率与光光转换效率、光束质量、重复频率、脉宽、光谱。获得了最大平均功率为101.7 W,重复频率为30 MHz,脉宽为6.4ps,横向和纵向光束质量分别为1.111,1.017的近衍射极限输出,放大器的斜率效率达到了65%,光光转换效率达到了58.9%。

宽输出电压的半导体激光器驱动电源研究6-9

摘要：介绍了一种大功率、宽输出电压范围的半导体激光器脉冲驱动电源的设计方法。根据半导体激光器脉冲驱动电源高电压、大电流的工作特性需求,脉冲放电环节采用多模块级联与功率开关管线性控制脉冲放电相结合的拓扑结构,这样既实现了脉冲电流平滑稳定,又提高了输出电压等级与功率。充电环节采取LCC谐振变换器结构,其抗负载短路和开路的能力非常适用于脉冲放电场合。该脉冲电源输出参数为：电压0-1000V,电流1-160A,脉宽200-250μs,频率100Hz内可调,具备较宽泛灵活的输出范围,可适应不同规模的激光二极管阵列。最后,分别通过单模块、两模块与三模块小功率级联型驱动实验验证了采用多模块级联与功率开关管线性控制脉冲放电相结合方法的可行性。

强激光与粒子束杂志ICF与激光等离子体

节瘤缺陷平坦化提高高反射膜的激光损伤阈值10-16

摘要：探究了节瘤缺陷平坦化技术中平坦化层（刻蚀层）厚度和种子源尺寸之间的刻蚀规律,同时解释了平坦化技术提高节瘤缺陷的损伤阈值的机制。在双离子束溅射系统中,使用SiO2微球模拟真实的种子源置于基板上,镀制1064nm HfO2/SiO2高反膜,制备人工节瘤缺陷。对类似于实际种子源的SiO2微球一系列不同刻蚀程度的实验得出了节瘤缺陷平坦化技术的刻蚀规律：只要平坦化层（刻蚀层）的厚度稍大于节瘤缺陷的种子源粒径,就可以将种子源完全平坦化。使用时域有限差分法（FDTD）模拟不同平坦化程度的节瘤缺陷内电场增强的结果与节瘤缺陷的损伤形貌进行对比实验,将损伤形貌和损伤阈值与电场强度分布之间建立联系,表明平坦化技术可以改变节瘤缺陷原有的几何结构,有效抑制节瘤缺陷的电场增强效应。最后,通过对未经平坦化和经过平坦化处理后的节瘤缺陷进行损伤阈值测试,对比结果直接验证了节瘤缺陷平坦化技术可以实现对节瘤缺陷的调控,大幅度提高了节瘤缺陷的损伤阈值。

强激光锥型靶真空电子加速数值模拟研究17-20

摘要：真空激光加速机制具有加速场梯度大、加速电子电量高的优点,目前制约真空加速机制研究发展的主要问题是如何产生具有一定初速度的电子并将其注入加速场。提出了一种利用强激光与锥型靶相互作用产生高能电子并实现真空加速的新方法,利用二维PIC（Particle-in-cell）粒子模拟程序对这一方法进行了研究。模拟结果显示,对于光强为1021W/cm2量级的高斯激光脉冲,产生了能量为GeV量级、发散角约为1°的强流快电子束。此外还通过理论解析和参数模拟研究了靶半径对这种超热电子加速机制的影响。

强激光与粒子束杂志高功率微波

X波段高功率容量Rotman透镜设计与仿真21-24

摘要：介绍了Rotman透镜的工作原理,给出了透镜的设计方程。为适应天线在高功率水平下工作的需求,使用平板型设计,以提升功率容量,采用宽度渐变的方式改善了Rotman透镜的传输线分布方式。设计了一款工作在9.4GHz、拥有9个输入端口和9个输出端口的高功率容量Rotman透镜天线。仿真结果表明,天线的扫描角度可以达到±22°,各方向增益大于16.5dBi,效率约为60%,功率容量可达到0.9GW。

高功率微波相控阵天线伺服系统的设计与实现25-30

摘要：在某高功率微波系统中,通过控制多路移相器的位置,来达到对微波波束的精确控制。在伺服控制系统的设计中,为了解决强电磁场对伺服系统的干扰与破坏,在设计时从控制系统方案设计、系统组成、移相器单元设计、位置传感器设计、位置环路设计、电路板设计、机箱设计、传输线缆等方面进行严格的针对性设计与处理。设计过程中,对关键器件与部件进行现场试验进行方案验证与选择。最终,在高功率微波系统对目标进行连续辐射的实测中,工作稳定可靠,控制系统对多路移相器的定位精度达到0.1 mm,达到了预期的效果。

基于TM010模介质谐振腔的小型化腔体滤波器31-37

摘要：现用于4G基站的介质腔体滤波器都采用TE01δ模介质谐振腔,虽然其品质因数Q值很高,但体积较大。为了小型化介质腔体滤波器,创新性地使用了TM010模介质谐振腔,虽然其Q值比较低,但同样能满足高带外抑制的要求。对TM010模介质谐振腔的端口耦合和两腔之间的磁耦合、电耦合进行分析研究,创新性地使用了介质窗的形式产生电耦合,避免了使用飞杆,易于加工,降低制造成本。最后设计了一个8腔TM010模准椭圆函数介质腔体带通滤波器,在通带（TD-LTE频带,2570-2620 MHz）两端分别设计两个传输零点以提高带外抑制。调试结果表明,TM010模介质腔体滤波器不仅能满足低插损、高带外抑制的要求,而且其体积大幅度缩小。

强激光与粒子束杂志太赫兹技术

基于CSMRC结构和容性肖特基二极管的220GHz三倍频器38-43

摘要：设计了基于容性肖特基二极管的220GHz非平衡三倍频器。首先对容性肖特基二极管进行测试和关键参数提取,建立了肖特基二极管的等效电路模型,以此为基础进行三倍频电路设计;在倍频电路设计中通过引入紧凑悬置微带谐振单元（CSMRC）滤波结构来减小信号传输损耗;由于三倍频电路设计中难以实现全波阻抗匹配,因此采用了整体电路结构谐波平衡调匹配方法设计倍频电路,最后对制备出的倍频器进行测试和分析;实验测试结果表明：倍频器在213.1-221.6GHz范围内输出功率大于10mW,倍频效率大于5%,最高输出功率为18.7mW@218.6GHz,最高倍频效率为8.24%@217.9GHz。

新型高增益太赫兹折叠波导慢波结构44-48

摘要：提出采用分段变参数型折叠波导慢波结构提高器件增益的新方法。结合小信号理论分析和束-波互作用的三维PIC数值模拟,进行分段变参数型慢波结构的理论设计研究。通过0.345THz两段式折叠波导慢波结构的设计实现和模拟验证,结果证明,相同的电子注工作条件下,两段式慢波结构的电子转化效率和饱和功率相对于传统均匀型慢波结构提高了94%,并可以推广应用到多段式。

强激光与粒子束杂志复杂电磁环境

平行双线BCI等效替代强场连续波电磁辐射实验研究49-55

摘要：由于互联系统信号传输的基础是双线,以低频线缆耦合通道中比较典型的平行双线为研究对象,针对互联系统单端为非线性受试设备的电磁辐射敏感度进行实验研究。讨论了典型互联系统辐射与注入的等效以及在高场强下的外推条件,对所选非线性器件是否满足实验要求进行了实验验证。分析了大电流注入法等效替代强场连续波电磁辐射的实验结果,并对辐照时天线极化方式不同以及有无大电流注入探头对辐射与注入等效研究的影响进行了分析。

跳频通信系统脉冲同步干扰仿真研究56-59

摘要：跳频技术是目前通信领域应用非常广泛的一种通信方式。当跳速足够高、跳频带宽足够宽时,常规的干扰方法往往难以奏效。提出利用脉冲干扰信号对跳频信号的同步部分进行干扰的方法,并在MAT-LAB中建立典型跳频通信系统的信号级干扰仿真系统,采用脉冲信号进行干扰仿真研究。结果表明,脉冲干扰信号是一种对抗跳频通信的可行方式,针对跳频通信系统的同步部分进行干扰可以有效降低对脉冲信号源的综合指标要求。

强激光与粒子束杂志粒子束技术

测量离子束横向截面的闪烁体屏的热分析60-65

摘要：针对基于闪烁屏-CCD（电荷耦合元件）相机的氘离子束横向强度分布测量系统,利用ANSYS软件模拟计算了在直流及脉冲模式下,能量100keV、束斑直径3mm氘离子轰击造成的Al2O3,SiO2以及锗酸铋（BGO）三种候选闪烁体材料的表面温度变化。结果表明,在30μA的直流氘离子束轰击下,闪烁体表面温度随辐照时间急剧地升高。持续时间10min的氘离子束轰击将使三种材料前表面的温度分别升高131,234和649℃。对于峰值流强30μA、重复频率1Hz、脉宽5μs的重复频率脉冲氘离子束,每个脉冲引起的三种闪烁屏表面的温度升高均小于0.05℃,且长时间的离子辐照基本不会造成闪烁屏的表面温度有明显的升高。对于脉宽5μs的单脉冲氘离子束,三种材料的表面温度均随离子流强近似呈线性地增加。在单脉冲模式下,Al2O3,SiO2以及BGO闪烁屏能允许的最高离子流强分别为2.32,1.08和0.72A,超过此流强其表面温度将达到熔点。

强激光与粒子束杂志脉冲功率技术

补偿脉冲发电机放电波形优化方法66-70

摘要：基于一台两相四极空心补偿脉冲发电机,研究了多相脉冲电机放电波形调节的最优化问题。对补偿脉冲发电机的三种典型负载：电磁轨道炮、脉冲激光器和电热化学炮的基本特性进行了阐述,针对这三种负载分别提出了相应的优化指标,分析了量化脉冲波形对负载的适用程度,并将波形优化问题转化为函数优化问题。在建立了脉冲电机放电数学模型的基础上,使用差分进化算法对优化问题进行求解,找到最优点火角组合。对电磁轨道炮,优化指标为弹丸加速度比。将加速度比的概念进行拓展,可得到适用于脉冲激光器的尖顶脉冲。对电热化学炮,提出了“形状方差”的概念,消除了电流幅值的影响,能够较好地衡量脉冲形状的适用性。仿真结果表明,提出的脉冲波形优化指标是有效的,在智能优化算法的帮助下,能够通过控制量的组合得到不同类型负载的最优波形。

雪崩三极管串联的纳秒脉冲发生器71-77

摘要：雪崩三极管因其快速性、高重复频率等特点被广泛应用于纳秒脉冲发生器。为了提高输出电压,常采用多管串联Marx电路。采用二极管代替传统多管串联Marx电路中的部分限流电阻以减少能量损耗,加快充电速度,提高重复频率,并分析了主电容和限流电阻对输出脉冲幅值和频率的影响。通过雪崩三极管的单管击穿实验,单个三极管的导通内阻最小约为2.5Ω,多管串联Marx电路中的等效内阻使负载侧的输出电压降低,故采用多路Marx并联电路以提高输出电压幅值。通过改变Marx并联模块数量,研究了电路等效内阻对输出脉冲的影响;通过改变负载电阻值,验证了Marx并联电路在小负载下升压效果更佳。实验结果表明,通过相同的4路Marx并联电路进行放电实验,在50Ω负载侧输出上升沿为3.4ns、幅值为2.5kV、可在15kHz下稳定工作的脉冲。

无源RC积分器在多脉冲信号测量中的问题分析78-81

摘要：由微分测量探头和积分器构成的微分积分测量系统广泛应用于脉冲电压和电流测量。依据无源RC积分器的等效电路,分析了在多脉冲信号测量中,无源RC积分器在实现微分信号的积分还原时,可以引起信号的平顶降和信号基线偏离,给出了平顶降和基线偏离与信号脉冲宽度和积分常数的定量关系,计算了在不同积分器参数和脉冲信号参数时的平顶降和基线偏离结果,并且与PSpice电路模拟结果进行了比较,两种结果一致。按照此定量关系,可以根据脉冲信号特点和测量要求,准确确定积分器参数。

一体化D-dot探头在传输线电压测量中的设计和应用82-85

摘要：设计一种一体化D-dot探头开展脉冲功率装置中传输线高电压测量工作。D-dot探头安装在传输线外筒上,主要由基座、密封电缆头、探头外壳、绝缘层、信号电极和连接杆构成。采用同轴螺纹连接及限位结构将探头各部件形成一个整体,实现结构的紧凑性和拆装过程的完整性。利用密封BNC探头和无氧铜密封圈实现良好的密封性能,同时减小探头的弹性余量保证测量的准确性。设计了较小的探头对地电容,从而获得良好的高频响应。采用OrCAD/Pspice开展电路模拟,结果显示设计的探头满足信噪比和前沿响应要求。采用CST开展静电场模拟,结果显示设计的D-dot探头可以满足1 MV传输线电压下的绝缘要求。标定和实验结果表明该探头可以响应前沿为几十ns的信号,能够满足测量需要。

基于漂移阶跃恢复二极管开关的脉冲源仿真计算86-91

摘要：介绍了新型半导体开关漂移阶跃恢复二极管（DSRD）的工作原理和特性,总结了基于半导体开关器件的脉冲源的发展现状及应用。基于DSRD的等效模型,建立了其正反向泵浦电路的仿真模型,按照输出电压参数的要求,对主储能电感、初级储能电感的取值进行了仿真计算分析,并得到了主回路各元件参数的最优值。通过仿真分析了MOSFET漏源端寄生电容与限压并联电容对输出参数的影响,得到了限压并联电容最优值为0.2nF,通过计算与仿真得到隔直电容的最优值为100pF。研制了一款可连续输出的脉冲功率源,其重复频率为1 MHz,脉冲前沿等于680ps（20%-90%）,电压幅值2kV,半高宽1.5ns。

40路可扩展高压脉冲触发器92-96

摘要：直线变压驱动源（LTD）代表一种新型电路拓扑结构,将储能电容分解为容量很小的单元,能够直接输出快脉冲,而且降低了基本器件所承受的电压和导通的能量,为重频长寿命的大型驱动器研制开辟了道路,因而成为下一代大型Z箍缩聚变能源驱动器的主流技术。LTD的设计思想是一种矛盾转移,将难点从极高电压极高电流的闭合开关转移到大阵列开关的同步触发,因此,触发技术成为研制大型LTD型驱动器的重点。提出了一种可扩展的触发技术,以小型Marx发生器作为初级储能源,利用水介质脉冲形成线作为脉冲形成单元,激光触发气体开关作为输出开关,通过高压电缆匹配输出高压脉冲。给出了输出40路高压脉冲的触发器单元的设计和初步实验结果,Marx充电±60kV时,触发器单元在75Ω匹配电阻负载输出电压峰值为106kV,上升时间约27ns（10%-90%）,半高宽约110ns。作为输出开关的四个激光触发气体开关在-70%工作系数、激光总能量55mJ的条件下,导通时间差异小于3ns。