70MHz连续波质子束脉冲化装置

为了进行强流回旋加速器关键技术研究, 中国原子能科学研究院建立了一个强流回旋加速器综合试验装置. 中国原子能研究院将在这个回旋加速器综合试验装置上建立强流脉冲化实验装置, 目标是实现几十至百keV量级的强流束的脉冲化. 具体是将70MHz连续波负氢束脉冲化为重复频率1—8MHz, 脉冲宽度约为10ns的脉冲质子束. 脉冲化装置将主要包括束流切割器和聚束器两大系统. 聚束器采用频率为70.487MHz的双间隙单漂移栅网结构, 可以将直流束压缩到±30°的回旋加速器高频接受相宽之内. 束流切割器将采用频率为2.2MHz的正弦波, 切割后的脉冲宽度将小于8ns, 最后得到的脉冲束的重复频率为4.4MHz.     

70MHz连续波质子束脉冲化装置

为了进行强流回旋加速器关键技术研究,中国原子能科学研究院建立了一个强流回旋加速器综合试验装置.中国原子能研究院将在这个回旋加速器综合试验装置上建立强流脉冲化实验装置,目标是实现几十至百keV量级的强流束的脉冲化.具体是将70MHz连续波负氢束脉冲化为重复频率1-8MHz,脉冲宽度约为10ns的脉冲质子柬.脉冲化装置将主要包括束流切割器和聚束器两大系统.聚束器采用频率为70.487MHz的双间隙单漂移栅网结构,可以将直流束压缩到±30.的回旋加速器高频接受相宽之内.束流切割器将采用频率为2.2MHz的正弦波,切割后的脉冲宽度将小于8ns,最后得到的脉冲束的重复频率为4.4MHz.     

限制回旋加速器中粒子最大能量的几个因素

从回旋加速器的基本原理出发,分析了限制粒子最大能量的几个因素,即D形盒半径和磁感应强度大小、加速极板之间的间距和加速电压、狭义相对论效应导致的粒子质量变化.并通过实际加速器的数据,分析和比较了在这几个因素独立影响下,粒子最大能量的数量级.     

150kV/1 kHz可调脉宽电晕等离子体驱动源

建立了重复频率、可调脉宽线板放电型电晕等离子体驱动源实验平台,该平台由谐振充电、脉冲升压变压器和磁开关宽脉冲调制等部分构成,试验平台输出脉冲电压峰值150 kV、最高重复频率1 kHz、输出脉冲前沿0.53μs、脉冲宽度5~25μs可调节。阐述了该平台脉冲调制原理,通过实验结果分析了脉冲变压器分布电容对系统能量传输的影响,指出提高脉冲氢闸流管开关能力、改善脉冲变压器绝缘结构设计、降低匝间分布电容可以进一步提高输出电压和重复频率。     

5.5 MV静电加速器终端电压稳定系统

 采用对静电加速器终端电压的稳定性进行控制，以提高单离子束流品质。设计了陷波器、低通放大器、带通放大器、误差放大器等信号处理电路。陷波器为双T形结构，其中心频率为50 Hz，此频率用以滤除工频干扰。带通放大器的中心频率为35 Hz，带宽为60 Hz。误差放大器输出0～10 V的控制信号，控制电晕针放电电流。测试了单离子束能谱和束斑。结果表明：静电加速器终端电压稳定性得到明显改善，其不稳定性小于1%，提高了单离子束束流品质。     

最终速度与加速电压有关吗

 回旋加速器是现代物理实验室重要的实验设备之一,各种版本高中物理教材的磁场部分通常把回旋加速器单列一节。不少人在进行这一节教学后认为:由于洛伦兹力对带电粒子不做功,只有电场力做功;所以加速效果取决于D型盒之间的电压和加速次数,而与磁场的磁感应强度及D型盒半径大小无关。但是,这个结论是不正确的,具体分析如下。设粒子带电量为q、质量为m、最终离开D型盒的速度为vm,D型盒之间的电压为U,加速次数为n,由动能定理得nqU=(1/2)mv2m,即vm=2nqU/m。     

谈回旋加速器中带电粒子在磁场中运动轨迹的间距问题

我们都知道回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,带电粒子在两个D型盒间的交变电场中做加速运动,在D型盒中的匀强磁场中做匀速圆周运动,各种教材都给出了带电粒子在回旋加速器中运动的图示.笔者研究了各种教材中所画的图示(图1).发     

二次升压的重复频率脉冲电源

介绍一种采用脉冲变压器二次升压工作方式实现高电压脉冲输出的设计电路，电路的主要特点是可以对电容负载实现快速充电，通常其充电时间可控制在几百纳秒内。由于在电路中的开关器件为氢闸流管和磁压缩装置，因此系统具有千赫兹的连续重复频率工作能力。目前，以这种方式工作的重复频率脉冲电源系统，脉冲调制过程的能量传输效率大于70％，输出脉冲电压大于600kV，连续重复频率大于100Hz.     

等时性迥旋加速器中的不等时现象

本文研究了等时性迴旋加速器中,自由振荡对粒子线圈频率的影响。获得了粒子线圈频率与自由振荡振幅的依赖关系。对电子计算机计算结果的分析表明,这种不等时现象主要是由于沿径向增长的平均磁场作用引起的,而周期性调变磁场的影响可以被忽略。在本文中也指出了由于这一效应的存在,D盒间最低加速电压必需增加。     

电功率20 GW重复频率强流电子束二极管研究

采用静电场模拟对二极管结构及导引磁场位形分布进行了优化设计，并在20GW脉冲功率源上进行了重复频率运行实验研究，二极管输出电子束电压超过1MV，电流达20kA，脉冲宽度45ns，重复频率100Hz，达到了设计指标.     

应用相位调制驻波光场制备囚禁离子的暗压缩态

基于囚禁离子与驻波激光场相互作用,应用驻波光场的相位调制的方法,我们提出了一种制备离子振动压缩态的新方法.研究了压缩振幅与调制振幅的关系.我们发现:适当选择调制振幅,可把离子制备在最佳压缩振动态上,并且它们的产生伴随着自发辐射的相消.提出了一种实验构想,并进行了讨论.     

Periodic forcing of ion channel gating: An experimental approach

To get information about the gating process of single ion channels it is important to carry out the periodic modulation of a physical parameter affecting the channels while they are recorded by the patch clamp technique. This paper outlines a possible experimental approach in the case that the membrane potential is the modulated parameter.     

Observation of non-exponential orbital electron capture decays of hydrogen-like Pr and Pm ions

We report on time-modulated two-body weak decays observed in the orbital electron capture of hydrogen-like ¹⁴⁰Pr⁵⁹⁺ and ¹⁴²Pm⁶⁰⁺ ions coasting in an ion storage ring. Using non-destructive single ion, time-resolved Schottky mass spectrometry we found that the expected exponential decay is modulated in time with a modulation period of about 7 seconds for both systems. Tentatively this observation is attributed to the coherent superposition of finite mass eigenstates of the electron neutrinos from the weak decay into a two-body final state.     

Electrostatic shocks excited by velocity modulation of an ion beam in a plasma

Nonlinear evolutions of electrostatic shocks excited by a velocity-modulated ion beam along a magnetized plasma column are investigated by computer simulation for a Q-machine experiment. In the case of a beam velocity modulation, the perturbations grow spatially with subsequent saturation due to an ion bunching of the beam. With an increase in modulation ratio an electrostatic shock is formed, accompanied with a steepening of the propagating front. In the case of a beam density-modulation, however, the initial density jump decays simply. The velocity modulation method is quite effective for an excitation of electrostatic shocks in the Q-machine plasma with finite Landau damping. The simulation results using velocity modulation are consistent with the experimental results.     

Direct imaging of lipid-ion network formation under physiological conditions by frequency modulation atomic force microscopy

Various metal cations in physiological solutions interact with lipid headgroups in biological membranes, having an impact on their structure and stability, yet little is known about the molecular-scale dynamics of the lipid-ion interactions. Here we directly investigate the extensive lipid-ion interaction networks and their transient formation between headgroups in a dipalmitoylphosphatidylcholine bilayer under physiological conditions. The spatial distribution of ion occupancy is imaged in real space by frequency modulation atomic force microscopy with sub-Angstrom resolution.     

激光频率调制线型分析

在激光频率调制的理论分析中,一般采用正弦波调制、正弦波解调,而没有讨论调制和解调的其它情况。本文主要分析了Guass线型吸收的情况下,锯齿波调制、方波解调的一次、二次谐波相检结果和三角波调制、方波解调的一次、二次谐波相检结果,以及调制深度对信号谱形和信号强度的影响。我们发现,在锯齿波调制、方波解调情况下,一次、二次谐波谱形和正弦波调制情况区别很大;但在三角波调制、方波解调情况下,可以获得和正弦波调制、正弦波解市场相似的结论。另外,不同的调制深度对输出的调制谱形也有重要的影响。我们还用甲烷的可调谐 红外光调制吸收光谱实验验证了理论分析结果。最终得到结论：频率调制谱的信号谱形及信号强度与调制波形、解调波形和调制深度均有关系。     

White-light imaging with fractal zone plates

We report the achievement of the first images to our knowledge obtained with a fractal zone plates (FraZPs). FraZPs are diffractive lenses characterized by the fractal structure of their foci. This property predicts an improved performance of FraZPs as image forming devices with an extended depth of field and predicts a reduced chromatic aberration under white-light illumination. These theoretical predictions are confirmed experimentally in this work. We show that the polychromatic modulation transfer function of a FraZP affected by defocus is about two times better than one corresponding to a Fresnel zone plate.     

Polarisation-dependent optical pumping for interrogation of a magnetic-field-independent “clock” transition in laser-cooled trapped 87Sr+

We discuss the prospect of using the ⁸⁷Sr⁺ ion as an optical frequency standard. The ion offers a narrow electric quadrupole clock transition which has no first-order Zeeman shifts, and the required wavelengths can be generated with convenient solid-state laser systems. We describe how to cool and probe the ion in zero magnetic field by employing polarisation modulation of the cooling light to avoid coherent population trapping in dark states. The polarisation modulation scheme also provides optical pumping of the ion into the initial state of the narrow clock transition.     

光纤通信系统中色散与自相位调制作用下的频域传递函数

由基本物理过程出发,导出了数字或模拟强度调制光通信系统中,包含光纤损耗,色散和自相位调制综合作用下的光功率频域传递函数,由此得到了任意功率波形在传输过程中的演化表达式及各项的物理意义,结果表明,自相位调制导致的功率变化在低频部分与调制频率的平方成正比,在高频部分则与调制频率的平方的正弦成正比。解析公式与数值模拟结果在小调制信号下相符得很好,特别适用于计算非线性效应对系统噪声的影响以及诸如双边带和单边带微波调制光通信系统等情况;在诸如非归零码的大调制信号下,本文公式仍能正确地表示传输后的波形,对系统设计和分析有指导意义。     

溶胶Cds毫微晶的自聚焦和自位相调制

本文首次报道了氩离子激光在溶胶CdS半导体毫微晶中产生的自聚焦、热自散焦及自位相调制,实验测得此种材料具有很大的克尔(Kerr)非线性系数n_2,比CS_2大10~5倍。并且,文中还分析了这种具有弱吸收的半导体溶胶毫微晶的非线性自位相调制机理及其与热自位相调制的差别。