立方氮化硼单晶紫外吸收光谱的研究

对于在高温、高压下合成的人工立方氮化硼(cBN)片状单晶进行了紫外吸收光谱和第一性原理的能带结构研究。实验中采用了UV WINLAB光谱分析仪,数据分析由MOLECULAR SPECTROSCOPY软件进行拟合运算,通过特殊的石英夹具对样品的测试表明cBN的紫外吸收波长限为198 nm,带隙为6.26 eV。结合第一性原理计算的cBN的能带结构和电子态密度的计算,可以证实导致紫外光吸收的过程是价带电子吸收光子到导带的间接跃迁。文章实验结果与目前报道的cBN能带结构中禁带宽度的吻合较好,表明cBN具有良好的紫外特性,是一种具有发展前景的紫外光电和高温半导体器件材料。     

基于白噪声模型的结构振动响应估计及控制优化

为研究平稳随机振动下的结构响应估计与结构控制,首先对理想白噪声、限宽白噪声、连续限宽白噪声这三种白噪声模型的统计特征进行研究,对理想白噪声与限宽白噪声模型的时频特征进行了详细的理论分析,推导了连续限宽白噪声模型的自相关函数,并结合数值仿真对其信号频谱特征进行了验证与说明;其次,以三层剪切框架为例,详细推导了利用李雅普诺夫方程与理想白噪声模型预测结构振动信号的方差特性的过程;最后,针对广州新电视塔,利用随机地震金井清模型进行结构控制优化研究与分析,提出了同时考虑调频质量阻尼器频率与阻尼的结构控制优化设计方法.     

0.22 THz高效率行波管的互作用计算

利用CST Microwave Studio 计算双排矩形梳状慢波结构的色散并据此确定了0.22 THz左右频段（D波段）行波管用慢波结构的尺寸参数。将相速再同步技术应用于基于双排矩形梳状慢波结构的D波段行波管中,用CST PIC模拟计算了4例具有不同周期构型的D波段行波管。结果证实：对于无集中衰减器的D波段行波管,在218~232 GHz范围内,相速再同步技术使得输出功率从10~13 W提高到19~28 W,电子效率从1.4%~2.2%提高到2.6%~3.9%;对于具有集中衰减器D波段行波管,在218~232 GHz范围内,相速再同步技术使得输出功率从8~16.8 W提高到32~41 W,电子效率从1.5%~2.8%提高到4.4%~5.7%。此外,无论行波管有无集中衰减器,相速再同步技术都明显改善了行波管的增益平坦度。     

双丝耦合强度对Z箍缩电磁辐射的影响

利用X射线二极管、光电倍增管和B-dot探针测量了峰值220 kA,0~100%上升时间100 ns的脉冲电流驱动平行双丝产生的电磁辐射。实验结果表明,不同波段的电磁辐射具有不同的辐射机制,热辐射是产生X射线的主要机制,可见光辐射来自热辐射和特征线辐射,微波辐射由非热电磁辐射机制产生。调节丝间距可改变双丝的耦合强度,当丝间距大于临界值时双丝解耦合,电磁辐射不依赖于丝间距;当丝间隙减小至低于临界值时,双丝耦合增强。增大双丝耦合强度不利于热辐射(X射线和可见光),而有利于非热电磁辐射(微波)。对于单丝电流约100 kA、上升时间100 ns的驱动条件,双丝解耦合的临界间距约为10 mm,双丝耦合强度对Z箍缩在不同频段的电磁辐射有影响。丝阵由多根金属丝组成,其最小的相互作用单元可分解为双丝相互作用。     

带陡化间隙的触发真空开关触发源研制

针对主电极间距20 mm以上的沿面击穿型多棒极触发真空开关（TVS）,研制了开关触发源。触发源利用脉冲变压器产生脉冲高压输出,在脉冲变压器高压侧并联小容值电容并在电容后串联陡化间隙。陡化间隙的加入可以使触发源输出不受触发沿面金属蒸气沉积的影响。通过调节间隙击穿电压也可以提高电容充电电压及储存能量,从而增加TVS触发沿面被击穿时注入到其中的触发能量。使用该触发源对TVS进行导通实验,结果表明,加入陡化间隙后的触发源输出能量大幅提高且不受触发沿面金属蒸气沉积的影响,能够实现TVS的100%可靠导通。     

一种Ku波段高效率低磁场同轴相对论返波管

设计了一种工作在Ku波段的低磁场同轴相对论返波管。器件工作在同轴TM01近模式,采用两段式慢波结构构型,在前后段慢波结构中分别主要进行电子束调制与能量提取,以实现高效率工作。通过设计非对称反射腔,引入电子束预调制,进一步加深电子束调制深度,提高了束波互作用效率。通过调节慢波结构中间漂移段长度,进一步优化器件内部场分布,提取段慢波结构处轴向电场强度得到显著增强,器件工作效率可提升至35%。最终,当磁场强度0.6 、二极管电压490 V、二极管电流7.5 A时,获得1.27 GW微波输出,效率约35%,微波频率为14.7 GHz。     

气体火花开关电极烧蚀研究

采用Mo,WCu和W分别作为三种气体火花开关的主电极材料,进行放电条件下电极烧蚀实验,研究开关电极烧蚀率和烧蚀形貌,分析电极烧蚀特征。结果表明,Mo,WCu和W开关的主电极烧蚀率分别为3.3210-2 C-1m-2, 2.6310-2 C-1m-2和1.710-2 C-1m-2,W开关主电极烧蚀率最小。实验后开关的主电极中心烧蚀严重,呈现明显裂纹和烧蚀坑。Mo主电极表面呈现明显熔融态,阴极表面形成大量裂纹（宽度达10 m）和孔隙（孔径达10 m）;WCu和W主电极表面形成少量圆球状W突起（粒径达20 m及以上）。开关外壳内壁沉积了喷溅颗粒。WCu开关外壳沉积颗粒较大（粒径达10 m）,Mo开关外壳沉积颗粒居中（粒径为2 m）,W开关外壳沉积颗粒最小（近1 m）。因此可优先选用具有优异抗烧蚀性能的W作为气体火花开关电极材料。     

Exploration of the Crystal Structure and Thermal and Spectroscopic Properties of Monoclinic Praseodymium Sulfate Pr2(SO4)3

Praseodymium sulfate was obtained by the precipitation method and the crystal structure was determined by Rietveld analysis. Pr₂(SO₄)₃ is crystallized in the monoclinic structure, space group C2/c, with cell parameters a = 21.6052 (4), b = 6.7237 (1) and c = 6.9777 (1) Å, β = 107.9148 (7)°, Z = 4, V = 964.48 (3) ų (T = 150 °C). The thermal expansion of Pr₂(SO₄)₃ is strongly anisotropic. As was obtained by XRD measurements, all cell parameters are increased on heating. However, due to a strong increase of the monoclinic angle β, there is a direction of negative thermal expansion. In the argon atmosphere, Pr₂(SO₄)₃ is stable in the temperature range of T = 30–870 °C. The kinetics of the thermal decomposition process of praseodymium sulfate octahydrate Pr₂(SO₄)₃·8H₂O was studied as well. The vibrational properties of Pr₂(SO₄)₃ were examined by Raman and Fourier-transform infrared absorption spectroscopy methods. The band gap structure of Pr₂(SO₄)₃ was evaluated by ab initio calculations, and it was found that the valence band top is dominated by the p electrons of oxygen ions, while the conduction band bottom is formed by the d electrons of Pr³⁺ ions. The exact position of ZPL is determined via PL and PLE spectra at 77 K to be at 481 nm, and that enabled a correct assignment of luminescent bands. The maximum luminescent band in Pr₂(SO₄)₃ belongs to the ³P₀ → ³F₂ transition at 640 nm.     

keV 质子辐照对Kapton/Al光学性能的影响

 采用空间综合辐照设备对Kapton/Al薄膜进行了质子辐照地面模拟试验,选取质子能量90 keV,辐照通量5.0×10¹¹ cm¹²·s^-1。通过辐照前后光谱反射系数的变化考察了实验样品的光学性能退化特征。借助于反射光谱和紫外-可见吸收光谱和傅里叶转换红外光谱分析技术分析了辐照后Kapton/Al光学性能的退化机理。研究结果表明：辐照过程中样品表面发生了复杂的化学反应,随着辐照剂量的增加光能隙逐渐减小,Kapton吸收曲线的末端边缘发生红移并且在可见光区吸收强度增加。     

一维等离子体光子晶体的带隙研究

采用时域有限差分方法(FDTD),结合等离子体计算中的分段线性电流密度卷积技术(PLJERC)对一维等离子体光子晶体(1D-PPC)进行了数值模拟,给出了微分高斯脉冲在一维等离子体光子晶体中的传播过程。计算得到的带隙结构与K-P模型方法的结果一致。计算并分析了等离子体频率、介质介电常数、等离子体-介质层的厚度比以及周期厚度对一维等离子体光子晶体带隙结构的影响。