稍不均匀电场中低气压击穿的起始路径研究

稍不均匀电场间隙的起始击穿路径问题对于气体放电触发以及电极表面削蚀有重要意义.为研究低气压击穿工况中起始路径的位置规律,本文建立了一种基于蒙特卡罗碰撞模型与电子运动轨迹假设相结合的路径判断模型(determination of the critical path模型, DCP模型),并以2种电极装置的击穿试验来验证DCP模型的正确性.通过负电极表面的痕迹捕捉和击穿电压的测量可以分别验证DCP模型对起始击穿路径和击穿电压的计算能力.根据试验结果,起始击穿路径在不同压强或流率下会发生转移,且转移趋势与计算结果相符;同时, DCP模型对击穿电压的计算误差不超过7.9%,可初步验证DCP模型的计算精度.在此基础上,利用DCP模型对其他4种典型的电极装置进行数值计算,发现全部击穿案例都存在一些共性:随着间隙压强或流率的升高,最小电压区域((pd) min过渡区)的起始路径转移频繁,并伴随击穿电压上下波动,近似持平,且起始路径几乎都服从较长路径向较短路径的转移规律.最后,通过DCP模型的数值分析,揭示了上述起始路径相关规律的内在机理.     

宽带非均匀半径渐变TE0n-TE0(n+1)模式转换器的设计研究

基于耦合波理论,对两类半径渐变圆波导TE0n-TE0(n 1)模式转换器进行理论分析、数值计算和仿真模拟.均匀半径渐变波导高功率模式转换器,采用中心频率为17.14 GHz、六周期TE02-TE03模式和中心频率为34.30 GHz、六周期TE01-TE02模式两种设计参数.非均匀半径渐变波导高功率模式转换器,采用中心频率为34.30 GHz、六周期TE01-TE02模式为设计参数.研究的重点在于保证足够转换带宽的情况下,力求最大化模式转换效率和模式纯度.通过理论分析和模拟,这种新型的非均匀半径渐变波导模式转换器在转换效率和带宽方面都明显优于传统的模式转换器,峰值转换效率达99.5%,转换带宽超过1.5 GHz.     

准光模式变换器研究与设计

研究了将回旋管及其他高功率微波器件的振荡输出模式转换成准高斯波束的准光模式变换器,实现了准高斯模TEM00的横向输出。利用几何光学分析了模式在波导中的传播,进一步分析了伏拉索夫（Vlasov）辐射器的工作机理,运用矢量绕射理论计算出辐射场; 通过编程设计了将94 GHz、模式为TE62的毫米波转化为准高斯波束的准光模式变换器。结果表明:通过设计Vlasov辐射器和两级反射镜,可以在窗口处得到准高斯波束, 整个系统的功率效率达到87.5%。     

电弧射流激励器工作特性仿真研究

为了在高超声速飞行器减阻中达到更好的减阻效果,设计了一种电弧射流等离子体激励器。采用有限元法求解非线性多物理方程,对此电弧射流等离子体激励器的工作特性进行了数值模拟,得到了激励器内部的电势、压力、温度和速度分布,综合分析了进气口气体速度、放电电流、激励器管道半径对电势、压力、温度和速度分布的影响。获得了全面的影响规律,通过仿真结果还得到:电弧射流等离子体激励器可产生最高温度为8638 K、最高速度为655 m/s的等离子体射流。当电流20 A,进气速度0.5 m/s,管道半径2.5 mm时,所需功率最小;当电流20 A,入口气体流速5 m/s,管道半径2.5 mm时,出口处平均温度最高;当电流20 A,进口气体速度10 m/s,管道半径2.5 mm时,出口处平均速度最大。并对仿真得到的放电电压进行了实验验证,在等离子体参数相似的情况下,实验结果与仿真结果吻合较好。     

基于多层膜结构的亚波长光栅研究

利用表面等离子体共振效应理论及金属-介质复合膜的特殊纳米光学效应对平面多层膜超分辨光刻技术进行了研究. 在曝光光源为365 nm的情况下,实现周期230 nm,线宽100 nm的超分辨光刻成像. 讨论了均匀金属-介质多层膜的结构参数选择,并通过数值仿真得到有效的光强度和对比度, 然后用等离子体纳米光刻进行试验验证,通过最优化选择,最终得到了亚波长结构多层膜的大区域范围超分辨成像.     

磁控注入电子枪的研究

介绍了毫米波回旋速调管磁控注入电子枪的结构与特点.依据回旋管对电子枪的要求,考虑相对论效应和空间电荷效应,编制了一套计算程序.利用电子枪模拟程序对电子轨迹进行模拟计算,研究了电极形状、磁场分布以及电子轨迹与电子注参量的影响,为磁控注入电子枪的设计提供了理论依据. The Structure and characteristics of the magnetron injection gun (MIG) for mm wave gyro-klytron are introduced. According to the requirements for the gyro-klytron, the relativistic effect and the space charge effect is taken into account . A program is developed for CAD. An electron gun code is used to simulate the electron trajectory, the influence of electrode shape, magnet field, electron trajectory on the electron beam have been studied. The theory for design of the electron gun is presented.     

定向凝固法制备稀土超磁致伸缩材料

对Ｔｂ０３Ｄｙ０７Ｆｅ１９５超磁致伸缩材料定向凝固过程进行了研究和分析，结合ＴｂＤｙＦｅ合金凝固特性，研究了凝固参数（包括定向凝固速率Ｖ和固液界面温度梯度Ｇ）、样品尺寸及起始晶粒取向三个主要因素对ＴｂＤｙＦｅ合金样品轴向取向的影响。当定向凝固参数（Ｇ／Ｖ）控制在适当范围，有利于保持平直的固液界面，因此有利于形成轴向＜１１２＞取向；当Ｖ增大或Ｇ减小，固液界面出现下凹，将影响择优取向的形成。样品尺寸与Ｇ和Ｖ应该相匹配，样品直径太大不利于保持平直的固液界面，因此不利于形成轴向＜１１２＞取向。采用＜１１２＞取向的晶粒作籽晶可以加快晶粒的择优竞争生长过程，有利于形成轴向完全＜１１２＞取向。这些因素的恰当控制，制备出了轴向具有完全＜１１２＞取向的Ｔｂ０３Ｄｙ０７Ｆｅ１９５合金样品，对样品进行高温退火处理，磁致伸缩性能达到了近１７００×１０－６。     

厚样品三维叠层衍射成像的实验研究

叠层衍射成像是一种新兴的无透镜成像技术,目前限制这项技术发展的是光束透过样品时的乘法近似假设,这意味着在可见光域微米级分辨率下,叠层衍射成像的样品厚度不能超过数十微米.通过将样品沿轴多层切片的方式,在模拟实验和光学实验中均实现了对毫米量级厚样品的三维叠层衍射成像.模拟实验结果表明,单波长并不能很好地恢复三维厚样品,从而有必要引入多波长光束照明,随着波长数量的增加,三维厚样品的复原质量不断提高.光学实验使用两组不同厚度的样品进行实验验证,进一步研究了波长数量对复原结果的影响.随着波长数量增加,复原图像质量不断提高,证明了模拟实验的结论.利用所建光学实验装置,在三波长照明条件下取得了最好的成像与分离效果.同时针对实验中出现的叠影现象做出了合理的解释.研究结果对提高厚样品三维叠层衍射成像的质量具有现实意义.     

电磁波在时变磁化等离子体信道中通信性能的实验研究

本文首先利用5.8 GHz微波实际测量了辉光放电等离子体源电子密度和碰撞频率随时间的变化规律. 然后搭建实验平台, 测试了多种通信调制体制的信号经过该等离子体源后的误码率, 实验发现BPSK调制方式的信号在该时间变化的等离子体信道中通信误码率最小. 最后加入磁场, 实验测试了L波段(1.5 GHz) BPSK调制信号和S波段(2.5 GHz) QPSK信号在该磁化等离子体中的衰减、相移以及眼图和星座图的变化, 通过与非磁化情况下对比发现, 加入磁场后, 信道的通信性能有所改善, 误码率显著降低, 可以有效地缓解时变等离子体引起的幅度和相位上的寄生调制效应.     

阿尔泰狗哇花总皂苷的提取与纯化

对阿尔泰狗哇花总皂苷的提取与纯化工艺进行了研究.利用正交设计确定了提取温度、乙醇浓度、溶剂用量、时间及次数等提取工艺参数.比较了五种大孔吸附树脂和聚酰胺树脂对阿尔泰狗哇花总皂苷的吸附与脱附性能.结果表明,在优化的提取条件下提取,经AB-8大孔吸附树脂柱层析分离纯化,制得总皂苷产品,其含量比原药材提高约7倍多,进一步完善后可适用于工业化生产.