基于D型双芯PCF的近红外宽检测范围SPR折射率传感器

现有报道的PCF-SPR折射率传感器的检测范围普遍较窄,不能实现低折射率的检测,且工作波段多数集中在可见光或通信波段,这限制了传感器的应用范围.鉴于此,提出了一种基于D型双芯PCF结构的SPR传感器,使用氧化铟锡作为等离子体材料沉积在D型PCF抛光表面,并对该传感器的理论模型进行了分析,包括金属参数对传感性能的影响,P...     

地基振动对大型加速器对中影响

以大型直线感应加速器为例,采用时程分析法对大型加速器在强烈振动环境下的结构响应进行了数值计算;同时对加速器关键点位置的偏移量进行了测量。数值计算结果表明在加速器中段存在2 mm左右的变形,在此段的实测结果为对中偏移量0.6 mm左右,位移2 mm左右。在对数值计算数据和测量数据分析的基础上,利用校正设备实现了加速器机械轴的对中,使机械轴的直线性偏差在±0.2 mm以内。分析表明,数值计算结果对于测量点布置、现场检测及测量数据分析具有预测和参考作用。     

用于温密物质研究的强流电子束加载技术

能量20 MeV、流强2.5 kA的电子束脉冲可以在数十ns的时间内将靶材料加载至温密物质状态，进而可以开展材料状态方程、电导率以及不透明度等的实验研究工作。介绍了在神龙一号加速器上开展温密物质实验研究的束靶作用方式以及相应的测试技术。对电子束在直径0.3 mm、长1 mm的金属靶丝内的能量沉积和流体动力学响应进行了数值模拟。结果表明:靶丝的温度随着靶材料原子序数的增加而上升，而靶丝内温度分布的均匀性随着原子序数的增加而降低；在电子束加载后40 ns时刻Ta丝内的最高温度可以达到约1.6 eV。     

X光转换靶区物理现象研究

描述了束靶作用产生X光的同时伴随有回流离子、回流颗粒的产生及对加速器品质的影响;利用激光干涉法测量等离子体(回流离子)的性能参数,得到靶前等离子体的密度为1022/m3;利用高速分幅相机测量回流颗粒运动速度为2～4km/s,根据该结果,设计3种快门阻挡回流颗粒;最后给出多脉冲下X光转换靶的物理设计,即泡沫靶和叠靶(复合靶)。     

不同退火温度下α-NaYF4:Eu3+红色荧光粉的合成与发光特性

采用溶剂热法合成了α-NaYF₄:5%Eu³⁺红色荧光粉,研究不同退火温度对荧光粉晶体结构、形貌、发光以及显色性能 (CIE)的影响。通过比较退火前后以及不同退火温度下荧光粉的发光性能,发现退火使得禁戒跃迁⁵D₀→⁷F₀发生,随着退火温度的升高,Eu³⁺所有发射峰都得到了相应的增强,并且相应的CIE更趋向于红色;但在高温退火时,纳米晶之间的团聚更加严重,而且CIE趋向于红色的速度变慢。基于非对称性比率σ的分析,认为本文中⁵D₀→⁷F₀跃迁是由于Eu³⁺占据非对称中心格位所致。     

铜离子配位下的聚氧乙烯受限结晶行为研究——缺陷引起的熔点下降

利用铜离子(Cu2+)对聚氧乙烯(PEO)的配位作用所形成的对分子链运动的束缚,研究了链段受限下PEO的结晶和熔融行为.首先利用宽频介电松弛谱(BDS)对受限条件下PEO的松弛行为进行表征,结果表明,加入铜离子后PEO的β-过程和γ-过程的特征松弛时间都变长,说明PEO的链段协同运动和主链扭转运动都变得更加困难;松弛时间为评价受限程度提供了定量的依据.DSC的测试结果表明,受限条件下PEO的玻璃化转变温度(Tg)升高,同时出现冷结晶现象,说明Cu2+配位作用确实对PEO的链段运动产生了束缚作用;同时PEO的结晶度和熔点都随着铜离子含量的提高而降低.WAXD结果表明,CuBr2在共混物中没有发生结晶,同时PEO的晶型没有发生改变.利用AFM进一步研究了PEO/CuBr2共混物薄膜的结晶形貌,发现在不同Cu2+含量的共混物中PEO都形成伸直链晶体,片晶厚度没有变化,说明熔点的降低并非是片晶厚度变化所导致.但是AFM的结果却显示螺位错晶体的数量随着Cu2+含量的提高明显增加.可以认为,在Cu2+配位受限下的PEO体系中,晶体缺陷应是引起熔点下降的主要原因,和金属等其它晶体材料的情况有着类似效应.     

飞秒-纳秒双脉冲激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对合金的定量分析

激光诱导击穿光谱(Laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS)技术几乎不受聚变环境中的强磁场影响，是一种最有希望实现托卡马克装置中面向等离子体材料(Plasma facing materials, PFMs)原位在线诊断的技术，已被用于多个托卡马克PFMs壁诊断。然而，LIBS技术对PFMs表面元素的探测限、定量分析以及PFMs的服役状态判定依旧面临很大挑战。采用同轴飞秒-纳秒激光协同技术，建立了飞秒-纳秒双脉冲激光诱导击穿光谱(fs-ns-DP-LIBS)技术，通过高峰值功率、低激光能量的飞秒激光诱导等离子体，再用纳秒激光增强常规单脉冲LIBS技术信号发射强度，进而提升常规单脉冲LIBS的探测灵敏度，同时结合6种合金标准样品，采用fs-ns-DP-LIBS技术对样品中的主要元素进行了定量分析，并进一步结合机器学习方法对6种合金进行种类判别。结果显示：在纳秒单脉冲和飞秒单脉冲LIBS检测中，Ni、Fe和Mo在400～800 nm波段没有观察到明显特征峰，仅观察到Cr的特征峰；在飞秒-纳秒脉冲间2μs延时，NiⅠ498.02 nm、FeⅠ517....     

神龙一号电子束束参数测量系统猝发式的精确触发方式研究

为了准确了解电子束随时间变化的性能, 在神龙一号直线感应加速器上进行电子束束参数测量时要求测量系统精确地同步于电子束的产生和输运. 其功率系统开关放电波形后沿幅度高达250kV, 下降时间约20ns, 并且从该下降沿到电子束打靶的时间有145ns, 抖动1—2ns, 非常稳定; 如果以陡峭的后沿作为测量时间基准, 则可以获得与其抖动相同量级的同步精度. 因此通过对其波形的下降沿进行微分来获取测量系统的触发信号, 选择合适的微分参数可以得到对应于下降沿 约ns级精度的测量时间基准, 通过采用光纤驱动电路完全消除了高压开关对低压测量系统的干扰, 保证测量系统正常工作. 该方法消除了传统触发方式因延时长、精度低、抖动大等对确定测量时间基准的不利影响, 满足了使用高速测量设备准确获取电子束不同时刻的束参数波形的精确触发要求.     

基于RBF神经网络的强流LIA故障诊断与性能评价技术

 用于流体动力学诊断的强流LIA是庞大而复杂的系统，其性能预测和评估是十分困难的。针对强流LIA大量的单次快脉冲非平稳信号，提出基于小波包分析与RBF神经网络技术相结合实现故障智能诊断和性能评价的方法。该方法以强流LIA高维信号的小波包结点能量提取的特征向量来表征信号平顶、脉宽以及暂态特性。在此基础上，建立了“神龙一号”加速器腔电压及注入器出口束流故障诊断与性能评价原型系统，该系统不仅可进行故障诊断和性能评价，还可探测到加速器运行参数的变化趋势，为加速器的精细维护提供预测信息。     

闪光机回流离子效应及抑制方法

 采用束包络方程分析了单脉冲和多脉冲情况下回流离子对强流相对论电子束聚焦的影响。分析结果表明,单脉冲情况下通过缩短焦距,仍可以获得较小的积分焦斑,而在多脉冲情况下回流离子将导致电子束完全散焦。通过数值模拟和实验研究了利用薄膜阻挡回流离子的可行性,对不同薄膜在电子束作用下的温升及动力学行为的模拟结果表明,在1.06 μs的时间尺度内,薄膜虽然发生了不同程度的膨胀,但是仍然有足够的材料可以阻挡离子回流。在神龙一号加速器上,通过法拉第筒测量了靶前放置和不放置薄膜情况下的离子信号,实验证实了薄膜至少能够将离子约束在薄膜和转换靶之间长达数十μs。