在r-z柱坐标系中的三维光路追踪

编制了一个新的三维光路追踪程序，它可计算任意方向的光线通过网格的轨迹，这个程序将更准确地模拟真实的激光光束在柱型腔靶中的三维传播。     

核物理与等离子体物理学科研究进展

1 理论物理 1．1 等离子体物理 深入开展了激光等离子体相互作用理论研究。为了模拟和研究激光与大尺度黑腔等离子体相互作用问题，分析了激光入射场、散射波场和离子声波的传播的耦合关系，考虑动力学效应，提出了描述自聚焦、受激散射非线性演化的耦合模型，完成流体程序的物理方案；研究了SRS时空演化机制，发现一些新物理现象；对超强激光与超高密度等离子体作用问题进行模拟，研究了高能电子、单能离子产生的新特征。     

核物理与等离子体物理学科研究进展

1脉冲功率技术及加速器物理 利用雪耙模型，对一个典型的微秒级导通时间等离子体断路开关物理过程进行了模拟计算，分析研究了导通物理机制和雪耙阵面的运动过程，获得了具有指导意义的数据和结果。在国内首次研制成功导通电流可达100kA的微秒导通时间等离子体断路开关，开展了等离子体枪与主回路之间的触发延时、等离子体枪数目及其工作电压对开关性能的影响规律实验研究，获得的典型数据和结果对开关的应用及等离子体源参数优化具有重要意义。     

梯度折射率介质下的光路计算与成像研究

使用激光照射具有梯度折射率的介质将形成海市蜃楼现象的光路轨迹"可视化"。主要研究了不同波长的激光在线性和非线性梯度折射率介质中的光路轨迹和成像情况。基于几何光学原理推导了光路方程并使用Matlab光线追迹算法计算了线性和非线性情况下的成像。实验上,通过自制仪器配置有折射率梯度的溶液并观察光路轨迹以及拍摄实物成像。实验拍摄的光路轨迹与理论推导基本一致,为海市蜃楼等现象的演示以及成像问题的研究提供了新的参考。     

EAST低杂波电流驱动的数值模拟及分析

介绍了波的射线轨迹程序C3PO和求解三维Fokker-Planck方程程序LUKE的基本计算过程及其物理机制.该程序采用的是反弹平均方法,考虑了相对论效应和捕获粒子效应.利用此程序模拟并分析了EAST偏滤器位形下等离子体电流对低杂波传播以及驱动效率的影响.计算结果表明,随着电流的增大,低杂波射线轨迹在极向的旋转加快,功...     

多束激光球靶耦合中能量沉积的均匀性

采用Skupsky理论作为讨论能量沉积均匀问题的基础。把不均匀性σnms分解为两个因子的乘积：一个因子取决于激光系统的几何配置：另一个因子取决于单束激光形成的能量沉积分布。按照几何光学的光路方程，追踪激光在靶球等离子体中的轨迹，计算激光在光路轨迹上的能量沉积（通过逆韧致吸收机制），求得激光在靶球上能量沉积的空间分布，并在此基础上进行能量沉积的均匀性研究。     

鱼眼镜头的光路追迹

鱼眼镜头的视场角高达180或超过180°，运用通常的光路计算程序无法对鱼眼镜头进行光路追迹。本文介绍先借用尝试光线确定一个适当的起始点，然后用迭代法计算出主光线和边缘光线的位置，最后给出计算实例。     

几何光学近似下X光激光的三维传播与放大

 采用放大自发辐射(ASE)模型何光学近似,在考虑折射效应而不考虑饱和 ,用几效应和等离子体老化的情况下,编制了单靶三维光路计算程序,给出了出射X射线激光的强度角分布和空间分布。在线聚焦等离子体线宽方向尺寸有限和横向密度梯度为0的条件下,研究了X光激光传播放大特性,重新审视了计算横向发射角时所用的公式。     

高功率激光系统软边光阑设计

针对第9路激光系统进行了软边光阑设计。首先编制了第9路激光系统光路传输模拟程序，通过计算“神光”-Ⅱ光路作为验证，以保证程序可用性。在传输模拟程序中，考虑了激光系统各级放大器的增益不均匀性以及增益饱和因素。最后利用这个程序，研究软边光阑各个参数对光束质量的影响，设计适合第9路系统的软边光阑，使系统中光束的填充因子尽可能大，光场调制度尽可能小。     

船体三维角度变形的自准直干涉测量方法

以自准直原理基础,将光栅干涉原理引入,提出了一种能对船体三维变形测量的自准直干涉法。分析了测量三维角度变形的自准直干涉原理,并根据该原理设计了光学系统,系统主要包括两个主光路,自准直光路和光栅干涉光路,并且两路光部分共光路。自准直光路可以实现船体的二维测量;自准光栅的像和反射光栅干涉可测量船体的另一维变形,从而实现了船体三维变形的测量。给出了计算三维角变形的理论公式,最后进行了精度分析。试验结果表明,在±30′的视场范围内,系统精度达到2″,该方法不仅适用于船体也适用于其它物体三维角度变形的测量。     

三维数值模拟射频热等离子体的物理场分布

射频热等离子体的产生包含了丰富、复杂的物理场分布,正确认识这些物理场分布对射频热等离子体在工业领域的应用有指导作用.本文建立了三维射频热等离子体的热-电-磁-流动强耦合数学物理模型,考虑了感应线圈的真实螺线管结构,开发了用于计算三维射频热等离子体复杂电磁场的C++程序代码,计算了射频热等离子体重要物理场,如温度场、流场和电磁场的分布情况.结果表明,射频热等离子体各物理场分布具有三维非对称效应,感应线圈结构对温度场和流场的空间分布有重要影响.研究结果对优化、控制射频热等离子体的实际应用过程有重要的指导意义.     

强流射频四极加速器输入耦合环的物理设计研究

 详细讨论了强流射频四极加速器高频输入耦合环的一些基本问题，完成了高频输入耦合环的初步物理设计. 利用二维程序Superfish 的一些结果，确定了耦合环的大小，计算了耦合环的功耗，并对构成耦合环导线的粗细进行了估算。该耦合环的物理设计可作为耦合环试验的基础，同时，也可作为三维程序HFSS 模拟计算的起点。     

用正交光路全息干涉CT技术重建电弧等离子体三维温度场

本文利用正交光路全息干涉技术和计算机有限角层析算法,借助电弧等离子体物理方程,对非对称电弧等离子体三维温度场的诊断进行了研究.     

MOC/SN耦合三维中子输运程序KYCORE开发与初步验证

KYCORE程序是中国核动力研究设计院开发的径向MOC（特征线方法）与轴向SN耦合三维中子输运程序。KYCORE将二维MOC与一维SN通过角通量实现高精度耦合,并通过粗网有限差分实现快速收敛,是目前可工程化应用于三维中子输运计算中精度最高的方法之一。介绍了2D/1D计算与加速理论,并通过与蒙特卡罗程序的计算对比,数值验证了KYCORE三维中子计算的准确性与高效性。     

显微物镜聚焦光场任意三维偏振方向的控制

线性偏振光在显微物镜焦斑处入射,与径向偏振光相干叠加产生三维偏振光场,通过调节两束光光强比率和入射线偏振光偏振方向实现聚焦光场任意三维偏振方向的控制.基于矢量光场衍射理论建立了仿真计算模型,对所提三维偏振方向控制方法的可行性进行理论验证和实验评估.构建实际控制光路并进行初步测试,实验结果表明了该方法的可行性,且相比于其他三维偏振控制方法,本文所提方法和其控制光路更为简单易实现.     

通用光路计算程序

本文是我所光路计算程序的一个说明.它介绍了程序的功能,列出了程序中所用的全部计算公式,并说明其来源和物理意义.程序仅追迹了四个视场的三十四条光线,算出这四个视场的点列图和每个视场的五个离焦位置、四个特征频率和两种方位物分布的光学传递函数(OTF)值.程序通过光路计算直接算出几何像差(视场和孔径),样点虽然不多(34个样点),但因它们是按切比雪夫求积公式的节点分布的,所以这些几何像差值的等权平均就能相当好地反映整个画面、整个光瞳内的像差情况.本计算程序由于运用像差理论,其优点可少算光线,而获得较多的有用信息,且能较准确全面地评价光学系统质量,是一个通用性强、计算速度快的光学计算程序.     

投射离焦三维测量方法

提出了一种在投射光路中实现主动离焦三维测量的方法。该方法采用改变投射参数来拍摄物体的两幅图像,通过计算图像的调制度分布来获得物体的三维分布。该方法不但可使三维测量的空间分辨率达到单个像素,而且扩大了离焦三维测量的使用范围。实验得到的精度高于2.8%。     

颗粒与高频感应热等离子体流的迭代计算

用完全二维自洽模型计算等离子体的速度场与温度场，用颗粒轨迹模型计算颗粒的运动轨迹与加热历程，但在等离子体的连续、动量和能量控制方程中，增加一项由于颗粒直径、运动速度及能焓的变化而引起的源项，计及颗粒的运动与加热对等离子体的速度场与温度场的影响；在颗粒的运动轨迹与加热历程计算中，考虑流体阻力和热泳力对颗粒运动与加热的影响；并在等离子体的速度场与温度场和颗粒的运动与加热之间进行迭代计算。通过对铝颗粒与     

激光等离子体物理实验数据格式研究

 鉴于现行激光等离子体物理实验数据属于无格式的原始数据，从数据分析的角度出发，在研究总结“星光”和“神光”实验数据的基础上，合理规划了激光等离子体物理实验数据文件格式，并据此重新编写了数据采集程序和数据格式转换程序。叙述了新格式数据文件的优点及应用。     

单镜头反光照相机测光范围与测光光学系统设计计算

本文分析了单镜头反光照相机测光范围与测光光学系统的关系，建立了测光系统计算模型，推导出了测光权重计算方法与公式。并通过光路追迹，编制计算机程序，给出了各种测光范围和权重的计算实例。