布鲁姆林线驱动被动紫外预电离KrF激光器

研制了一台水介质布鲁姆林线驱动被动紫外预电离放电泵浦ＫｒＦ准分子激光器，研究了其振荡和放大输出特性。在充电电压２５ｋＶ，工作气压０．２ＭＰａ，以振荡器工作方式输出激光能量近２００ｍＪ。以放大器方式工作时，注入激光脉宽２５ｎｓ，能量７０ｍＪ，放大输出达３３０ｍＪ。     

预脉冲灯泵钛宝石可调谐激光器

利用预脉冲技术,可减小氙灯放电初始阻抗,使主放电电流脉冲前沿变陡,脉冲包络变窄,峰值变高,泵浦能量集中,有利于灯泵钛宝石激光输出。试验证明,在低能量（４７Ｊ）注入时,电光转换效率提高１８％,输出９５０ｍＪ;在高能量（１１６Ｊ）注入时,效率提高５％,输出能量１８１０ｍＪ。该激光器可调谐范围为６９５～９４０ｎｍ。     

大功率能源模块中的石墨电极气体开关系统

探讨了大功率脉冲电源模块中主放电开关和预电离开关整体系统的设计、制造和试验过程。在主放电回路中选择石墨型两电极气体开关作为主开关,因为其在高峰值和快上升沿时间电流的作用下具有很长的工作寿命,并由此构建了基于脉冲变压器的主开关触发器,其中气路控制装置是该系统的辅助设备。在预电离回路中选择石墨型三电极气体开关作为放电开关,并给出了能够同时输出高电压和大电流的预电离开关触发器的设计原理。最后,电气特性测试实验表明两电极主开关峰值电流超过700kA,总转移电荷量超过200kC,此外通过更换电极,开关的寿命可以延长。预电离开关在充气230kPa绝对气压、充电电压23kV下,击穿时延平均值为7.5μs,时延抖动为0.656μs;预电离开关寿命试验的结果显示开关工作4000发次后石墨电极无需更换,开关的总转移电荷量超过10kC。     

高功率横流CO2激光器脉冲预电离过程研究

本文给出了对高功率横流CO_2激光器脉冲预电离过程的理论和实验研究.表明了预电离过程中光电离的重要作用.实验结果表明,脉冲预电离可增大高功率横流CO_2.激光器的pd值(p为放电气压、d为放电间隔),增大放电区注入功率密度.对于提高此类型激光器的放电稳定性和输出激光功率是一种技术简单而有效的手段.     

高功率横流CO2激光器大体积放电研究

详细讨论了脉冲预电离高功横流ＣＯ２激光器的工作特性，研究了一套新型的电极结构，对其放电，注入功率，输出功率等待进行了讨论。实验结果表明，脉冲预电离可以提高高功率横率流ＣＯ２激光器的注入和输出功率，并有效地改善了放电的稳定性和均匀性。     

闪光灯泵浦钛宝石可调谐激光器

为了提高灯泵钛宝石激光器的输出能量和效率，对灯泵钛宝石激光器进行了大量的试验研究工作。对国产氙灯进行了快速放电和寿命试验；测得了在不同放电电流密度情况下的氙灯发光光谱分布；试验采用双灯串接泵浦，双棱镜色散光学谐振腔，平平腔型，调谐范围为７５０～９５０ｎｍ，在中心波长８００ｎｍ处得到激光输出能量为８９３ｍＪ，电光转换效率为０．８９％。该激光器的阈值约为１５Ｊ。     

大功率脉冲氙灯的放电研究

利用转镜式高速摄影机分幅摄影技术,对脉冲氙灯放电中的沟道扩展和熄灭过程进行了摄影和分析.放电时沟道扩展速度很快,呈树枝状,沟道熄灭过程长于扩展过程,且呈斑状.同时研究了预电离放电对沟道扩展和熄灭过程的影响,当预电离存在时,脉冲氙灯放电的沟道扩展的时间要长.结果表明,预电离有利于放电沟道的形成,提高氙灯的发光效率,且有助于减小主放电能量对管壁材料的冲击.     

双预电离对TEA CO_2激光器放电特性的影响

一些低增益弱线CO2激光光谱在分离某种同位素方面是非常有用的。在成比例的混合气体中很难获得这些谱线的输出,须适当提高CO2和N2的含量,但结果给主电极的辉光放电带来了困难。通过对改装后的双预电离放电回路的参量进行调节,实现了对预电离的单独控制,有利于增强预电离效果,使高含量的CO2混合气体的放电和出光成为可能。理论和实验证明了双预电离能较好地改善TEA CO2激光器的放电性能,尤其是有望实现用于分离某些同位素的弱线输出。     

强激光能源系统预电离实验研究

 新型能源系统预电离实验研究证实：采用预电离技术可以减少闪光灯的导通延时,使电流脉冲前沿变陡,这对提高泵浦效率和闪光寿命无疑是十分有益的。     

CT-6B托卡马克微波预电离实验

用迴旋管产生的大功率微波在电子迴旋频率的基频及二次谐波频率进行了托卡马克放电的预电离实验。实验证明,这种预电离方法比一般的预电离方法的击穿气压低,击穿电压及放电初期所耗费的变压器磁通也低得多。基频共振较二次谐波共振的效果好。 关键词：     

强流脉冲电弧作用下石墨电极蒸发特性

气体开关电弧的热侵蚀作用是电极损耗的主要成因。石墨电极在电弧作用下发生蒸发并在多次放电后有明显的质量损耗,改变了开关内的气体环境和电极间距,导致开关动作可靠性降低。为研究石墨电极在脉冲电弧冲击下的侵蚀特征,基于开关电弧瞬态扩散特征和石墨材料参数,在弧根区域建立了电弧-电极能量耦合模型,得到了等离子体-固体区域的传热特性。考虑石墨电极的相变特征,计算瞬态热作用下石墨电极的加热范围以及临界相变点,研究瞬态电弧热冲击作用下的石墨电极相变机制。研究结果表明,电弧-电极界面热流主要集中在电弧接触面中心,电弧沉积的能量密度最高可达109 W/m2,石墨在电流上升初期基本处于加热状态,在能量积聚作用下,石墨转变为升华状态,传热强度随半径急剧衰减,蒸发区域略小于电弧半径。通过实验记录了5种开关工况下石墨电极烧蚀形貌和质量损失情况,结果表明,电极质量损失与电弧沉积在电极表面的能量线性相关,近似为0.015 mg/J。研究了电弧关键参数对电极质量损失速率的影响,为延缓电极损耗提供数据支撑。     

Ion neutralization model of galvanic cell operation

An ion neutralization model of galvanic cell operation is developed. The electromotive force in this model is formed at the electrode interface owing to the different energies of conduction electrons bonds in electrodes. Constant continuous current is ensured by neutralization of electrolyte ions on the electrode surface. Charge capacity is determined by electrolyte volume and the rate of electrochemical degradation of electrode surfaces in the electrolyte. Potential energy of electrolyte ions serve as the energy source.     

不同N掺杂构型石墨烯的量子电容研究

超级电容器是一种利用界面双电层储能或在电极材料表面及近表面发生快速可逆氧化还原反应而储能的装置, 其特点是功率密度高、循环寿命长. 制备出兼有高能量密度的电极材料是当前超级电容器研究的重点. 以提高电容储能为目标, 通过掺杂N原子来调制石墨烯的电子结构, 使用基于密度泛函理论的第一原理计算了不同N掺杂构型石墨烯的态密度和能带结构, 拟合出了石墨烯的量子电容, 分析了量子电容储能提升的原因.     

N2��Ƶ�ŵ��������(e,N2+, N+)��PIC-MCģ��

采用PIC-MC自洽模型,模拟了氮气电容性耦合射频放电的微观等离子体过程及带电粒子(e,N2+,N+)的行为。结果表明,离子(N2+,N+)的运动状态滞后瞬时射频电场的变化;在两极附近,N2+具较高密度,但能量较低,N+具较低的密度但能量较高,两者的密度差6倍左右。两种离子轰击射频电极的能量分布变化规律类似,随放电参数变化,离子(N2+,N+)能量变化显著,其密度变化不明显。模拟的电子能量几率分布与测量结果一致。     

双频容性耦合CF4等离子体放电的二维混合模拟

研究了等离子体反应装置内的等离子体密度、粒子能量与角度分布等参量在装置径向与轴向上的分布特性。在研究过程中应用二维混合模型对CF4气体放电进行模拟。计算结果显示:在电极表面与侧壁附近的鞘层区特性有明显的区别。由于装置侧壁处受电源产生的射频电场的影响较小,侧壁处的鞘层主要由双极扩散机制形成,其产生的径向电场强度较弱,鞘层厚度也较薄。而在电极附近,由于受到射频电场的影响,鞘层的厚度显著增加,指向电极方向的轴向电场强度也远大于指向侧壁方向的径向电场强度。在电极区域内,离子通量分布均匀;在电极边缘与侧壁的间隙内,因电场强度减小,离子通量则发生迅速衰减。在射频电极覆盖的范围内离子能量分布大体上保持不变,电极与侧壁的交界处,由于受到侧壁处径向电场的影响,离子能量分布略有不同。在放电装置的中心区域,入射到电极上的离子角度分布基本保持一致,而在电极边界与装置侧壁的交界处,由于径向电场的影响,离子的垂直入射角增加,以大角度轰击电极的离子数量也显著增加。     

基于Kriging模型的水中放电沉积能量优化分析

水中脉冲放电过程较为复杂,放电参数与放电沉积能量之间没有明确的函数关系。为了获得最佳沉积能量,明晰不同放电参数相互作用对沉积能量的影响,获得最佳放电参数组合,本文搭建了水中高压脉冲放电实验平台,结合Kriging代理模型探究了电压、电极间距和电导率三种放电参数对水中放电沉积能量的影响;利用遗传算法进行全局寻优,确定了最佳放电参数组合。研究结果表明：通过交叉验证评估该模型的均方根误差为6.95%,满足精度要求;外加电压一定时,在电极间距和电导率的协同作用下,沉积能量的变化呈现多峰值特性;在电压、电极间距和电导率分别为17 kV、2.28 mm和0.8 mS/cm的条件下产生的沉积能量最大,为最佳参数组合;通过实验验证了在最佳点的预测值和实际值相对偏差在8%以内。     

同轴电极结构下真空放电等离子体生成及传播特性

采用放电电流为100~300 A、持续时间为13 s的单脉冲电源,设计了两种同轴电极结构作为放电阳极,分别为筒状电极、喷嘴状电极。利用MAXWELL 3D电场仿真软件对两种电极结构下的电场分布进行了仿真分析,并采用探针法对放电生成的等离子体的参数进行了测量,分析讨论了同轴电极结构对真空放电等离子体生成特性的影响。选取喷嘴状电极结构作为阳极,分别测量了采用铅、铝、铜三种材质的阴极时生成的等离子体的扩散速度及能量。实验与仿真结果表明:当阳极为喷嘴状电极时阴极尖端的电场强度较大,测得放电电流较大,击穿电压较低,等离子体密度也较大;采用铝材质阴极时生成的等离子体扩散速度最快,采用铅材质阴极时生成的等离子体的离子动能最大。     

On the passive electrode signal in X-ray detectors based on superconducting tunnel junctions

X-ray detectors based on superconducting tunnel junctions with the multilayer electrode structure described by the formula Ti/Nb/Al, AlO _x /Al/Nb/NbN were studied. The main signal arose during X-ray absorption in the top electrode and had an energy resolution of ∼90 eV at the 5.9-keV line. The bottom passive Ti/Nb electrode provided rapid absorption of excess quasiparticles. The residual signal of the passive electrode was from 7 to 17% of the main signal amplitude. The dependences of the amplitude of this signal on the voltage and the absorbed X-ray energy were measured for detectors with different thicknesses of the top and bottom electrodes. The rate of quasiparticle trapping by the energy trap in the Ti/Nb bilayer was estimated. The main mechanisms of the formation of the passive electrode signal formation were considered and methods for its suppression were proposed.     

Electrically switchable finite energy Airy beams generated by a liquid crystal cell with patterned electrode

A pair of electrically switchable finite energy Airy beams is generated by a liquid crystal (LC) cell, where one electrode is patterned by a photomask with a binary-phase pattern. Applying voltage across the LC cell, an index modulation is produced due to the liquid crystal molecules realignment, and the finite energy Airy beams can be generated or erased corresponding to the phase difference between the regions with and without electrode. The diffraction-free and transverse acceleration dynamics of this binary-phase element based finite energy Airy beams were experimentally verified, exhibiting excellent agreement with the theory.     

电化学超级电容器电极材料的研究进展

超级电容器是一种利用电化学双电层储能或在电极材料表面及近表面发生快速可逆氧化还原反应而储能的装置,具有高的比功率、比能量和长的循环寿命.文章综述了超级电容器电极材料的储能机理、特点及应用,并重点介绍了石墨烯、二氧化锰及其复合电极材料在超级电容器中应用的最新研究进展.