强磁场混合型短周期摇摆器研究

对混合型短周期摇摆器磁场进行了解析求解,给出了与摇摆器周期、间隙、磁块性能、磁场尺寸以及磁极尺寸等相关的二维解析表达式。根据该公式,作者讨论了混合型短周期摇摆器产生强磁场的潜在能力,提出了一系列改进方法,并分别进行了模型实验,实验结果与理论分析相符合。目前,在1cm周期、5mm间隙的短周期摇摆器模型试验中,中心轴峰值磁感应强度已达到0.45T。另外,该短周期摇摆器可进行单磁场磁场调节,最大峰峰值磁场相对误差小于1％。     

永磁多体直线阵列系统的二维场形分析

根据“均匀磁化”原理,利用谐波分析方法,对永磁多体直线阵列系统的二维场形进行了计算,得到了精确的解析表达式。运用这些关系式可以计算出二维场的主波及其各次寄生谐波。     

双向聚焦电磁铁摇摆器磁场的数值模拟

 应用磁矢量势公式导出了螺线圈绕组的磁场计算公式，应用标量磁势并对电磁铁作局部均匀磁化近似，给出了电磁铁摇摆器磁场的积分方程式和相应的耦合系数。通过求解积分方程得到了摇摆器磁场的空间分布及摇摆器两端非均匀区的磁场分布。本方法可以为双向聚焦电磁铁摇摆器的设计提供参考数据。     

并行3维全电磁粒子模拟软件NEPTUNE的外加磁场模块设计

介绍了3维全电磁粒子模拟软件NEPTUNE中常用外加磁场加载模块的设计思路和方法,包括简单的磁场分布方程和离散数值加载、螺线管磁场加载、直线及螺旋线磁场分布加载、摇摆器磁场加载以及永磁体磁场加载等方式。每一类磁场加载模式都进行了实际算例的计算和验证,计算结果表明各类磁场加载模块设计的正确性和可靠性。最后针对具体应用,结合二极管电子束在不同外加引导磁场作用下的各种分布状态,间接验证了磁场模块设计的可行性。     

新型高谐波分量摇摆器的研究

分析了提高摇摆器中谐波场分量的方法，提出了一种新型谐波摇摆器Ｕ形谐波摇摆器，并对其参数进行了优化。讨论了在Ｕ形谐波摇摆器中的电子轨迹和自发辐射谱。设计和制作了６个周期的模型以验证理论，并对模型进行了测量。     

电磁铁摇摆器磁场的二维数值计算

本文根据泊松方程用数值计算给出了电磁铁摇摆器的二维磁场分布,定量地讨论了磁极形状、磁隙大小、周期长短和电流大小等因素对峰值磁场强度的影响,重点讨论了如何根据二维磁场分布选择磁极形状才能提高峰值磁场强度和抑制磁饱和的问题。将计算的二维磁场分布和摇摆器磁场的理想波形相比较,可以帮助我们确定进入摇摆器的束流半径应该控制的范围。在对电磁铁摇摆器磁场二维数值计算的基础上,还探讨了适用ATA电子束的PALADIN摇摆器用于ETA电子束带来的结构设计和材料选择等问题。     

六层加侧混合型摇摆器磁场的理论计算与数值模拟

 利用文献[1，2]给出的结果，提供了六层加侧混合型摇摆器中永磁体磁场的计算公式和软铁磁场计算的积分方程式。对周期长度lw =1.6cm，磁极间隙g=0.5cm的情况，计算了单向聚焦和双向聚焦两种不同构形的磁场分布，并得到了g /lw =1/3条件下，峰值磁场Bw超过1特斯拉的设计指标。     

高温超导体脉冲磁化过程中的磁热不稳定性

该主要研究了高温超导体在脉冲磁场中的磁热稳定性，与传统低温超导体相比，ＨＴＳ所不同的是最不稳定的状态发生在磁通跳跃区，理论上借助Ｅ－ｊ曲线和有限热扩散方程推导了磁通跳跃场与变场速率的关系表达式：Ｂｊ＝Ｆ其规律基本与实验结果相符合，同时从实验中发现磁热不稳定性对永磁体脉冲磁化效果有巨大的影响。     

一种新的微型摇摆器

研究了一种新的微型摇摆器结构，给出了其场分布的二维解析公式。理研究结果表明：该微型遥摆器的场分布具有很好的正弦特性，在３ｍｍ周期，其峰值磁感应强度可望达到５Ｔ。     

六层加侧混合型摇摆器磁场的理论计算与数值模拟

利用文献［１，２］给出的结果，提供了六层加测混合型摇摆器中永磁体磁场的计算公式和软铁磁场计算的积分方程式．对周期长度λｗ＝１．６ｃｍ，磁极间隙ｇ＝０．５ｃｍ的情况，计算了单向聚焦和双向聚焦两种不同构形的磁场分布，并得到了ｇ／λｗ＝１／３条件下，峰值磁场Ｂｗ超过１特斯拉的设计指标。     

磁透镜与偏转器的复合系统的电子光学性质和象差理论

本文研究了旋转对称磁透镜和磁偏转器的复合系统,给出了场和轨迹的普遍表达式。利用向量形式来描写电子轨迹,讨论了高斯光学性质。运用变分原理(费马原理)计算了三级象差,得出了复合系统普遍的象差公式。它们以矩阵的形式表出,形式简洁,便于进行数值计算。本文的结果具有较大的普遍性,概括了文献上关于偏转象差的已有结果,并对复合系统作了较完整的论述和严格的计算,因而可以广泛地研究各种电子束管和电子光学仪器的偏转象差。     

周期场透镜的成象特性

由三个或五个透镜元素组成的周期场,可以作为离子透镜使离子束成象。通常它具有比单个透镜元素强得多的聚焦能力(在相同的电压比下)。这种周期场透镜曾用于静电加速器离子源初聚系统中,但它的成象特性尚未有详细的分析。本文提出一种研究这类透镜特性的方法。将周期场看作由若干个透镜元素合成的组合透镜,然后以Ferraris特征行列式求它的基点表示式。作为普遍情况,以浸没透镜作为透镜元素,导得了三个和五个透镜元素的周期场透镜基点表示式。式中只包含透镜元素的基点参量和电极系统的几何参量。式子十分简洁,便于计算,并有足够的精确度。通过解析表示式中各个因子的分析,可以方便地掌握透镜的特性。由短磁透镜组合的周期磁场是上述普遍情况的一个特例。文中以等径小间隙双圆筒透镜为浸没透镜元素,对周期场透镜的特性用导得的基点表示式进行了计算和分析。     

普遍的磁偏转三级象差系数以及它们与PI枪光栅图形的关系

本文将磁偏转三级象差的工作推广,使适用于电子束入射处就有磁场的情况,导出一个能在任意平面上求三级偏转象差的公式,并经过数学处理,使公式简洁、换算方便。最后运用这套象差系数就水平一列式电子枪(PI枪)经偏转后所产生的光栅图形进行了分析和探讨。     

Mesoscopic conductance fluctuations of a two-dimensional electron gas in a one-dimensional lattice of antidots

Mesoscopic conductance fluctuations of a two-dimensional electron gas in a one-dimensional periodic array of antidots have been studied experimentally, for the first time. The fluctuations show a quasiperiodic behaviour on magnetic field, with period corresponding to the quantization of magnetic flux through the area of a unit cell of the one-dimensional array. The existence of the quasiperiodic component is explained by an anomalous area distribution of interfering trajectories.     

Model of tunnelling through periodic array of quantum dots in a magnetic field

A two-dimensional periodic array of quantum dots with two laterally coupled leads in a magnetic field is considered.The model of electron transport through the system based on the theory of self-adjoint extensions of symmetric operators is suggested.We obtain the formula for the transmission coefficient and investigate its dependence on the magnetic field.     

Spectral Properties of Graphene with Periodic Array of Defects in a Magnetic Field

Graphene with a periodic array of defects in a homogeneous magnetic field is considered. We suggest a solvable model of the system. Three types of defects are studied. The spectra of the Hamiltonians have the Hofstadter butterfly type. The comparison of the spectrum for pure graphene and one for the system having defects of each type is made.     

The spectrum of a magneto-Bloch electron in a periodic array of quantum dots: Explicitly solvable model

The model of a periodic array of quantum dots in a magnetic field is constructed. The explicit form of the dispersion equation is obtained. The band structure of the spectrum of the magneto-Bloch electron in the array is described on the assumption that the magnetic flux is a rational one.     

亚波长周期性各向异性金属薄膜的等离子体共振特性

 基于各向异性模型,运用全矢量的3维时域有限差分法（FDTD）,研究了在外磁场作用下,亚波长周期性各向异性金属薄膜的表面等离子体共振机制和特性,即由周期性穿孔形成的局域波导共振和由周期性结构引起的光子晶体共振效应。研究发现:当薄膜厚度一定时,两种等离子体共振模式都会随着外磁场的增大而向短波方向移动;而当外磁场一定、薄膜变厚时,周期结构因素引起的共振传输峰向长波方向转移,波导共振传输峰向短波方向转移;通过调控外加磁场的大小或方向可控制光通过金属薄膜的增强传输效应。     

准TEM高温超导微带线电容等效电路模型及其分电容模型

本文根据高温超导厚膜和薄膜场和电流的分布特点,给出厚膜和薄膜准TEM微带线电容等效电路及分电容表达式.这些表达式的正确性通过三个例子证实.     

The evolution of the magnetic moment in a corrugated magnetic field

In the first part, the equations of motion in a weakly corrugated, periodic magnetic field are linearized and solved by using paraxial approximation, to describe the model and the associated resonance condition. In the second part, the nonlinear evolution of the magnetic moment of resonant particles, in connection with their axial displacement is investigated analytically by using the multiple scale method. It is seen that the linear evolution is converted into a slow and periodic oscillation around the unperturbed value, with a considerable amplitude. The analytic expressions for the period and amplitude of the oscillations are derived and compared with the numerical simulations, which are also presented. Finally, the limitations of the paraxial approximation are concluded by investigating the numerical simulations, with actual field expressions. (c) 1997 American Institute of Physics.