喷流冷却复合陶瓷薄片激光器的热特性仿真分析及实验研究

为分析喷流冷却复合陶瓷薄片激光器的热特性,设计用于冷却复合陶瓷薄片的喷流冷却系统.利用湍流换热理论和计算流体动力学仿真方法建立喷流冷却复合陶瓷薄片激光器的流固耦合热仿真模型,定义评价其冷却能力和冷却均匀性的定量参数.根据该仿真模型得到喷流冷却系统的最优设计参数,并进行实验验证.使用163孔喷板,流量为0.2kg/s,入口温度为20℃,在1200 W泵浦时获得359 W激光输出功率,并测得复合陶瓷薄片上表面的最高温度为92℃.激光输出功率与复合陶瓷薄片上表面温度均与泵浦功率呈近似正线性关系,且温度的实验值与仿真值相符度较高.     

CoxCu1-x复相纳米线阵列的制备及其磁性的研究

利用电化学沉积方法在同一种富Co²⁺溶液Co²⁺/Cu²⁺=10∶1中，利用不同的沉积电位成功地制备了一系列不同成分(x=0.38—0.87)和复合相结构的Co_xCu_1-x纳米线阵列.发现随着纳米线中Cu含量的变化，Co_xCu_1-x纳米线的复相结构随之发生规律的变化，最终导致纳米线的磁性也随之规律的变化.随着纳米线中Cu含量的不断增加，一部分Cu与Co形成面心立方结构(fcc)的CoCu固溶体，减弱了磁晶各向异性与形状各向异性的竞争，从而提高样品的方形度；一部分Cu以fcc结构的Cu单质的形式存在于纳米线中，并随着Cu颗粒大小的不同分别起到破坏磁晶各向异性和钉扎畴壁的作用，从而增加纳米线的方形度和矫顽力.对比不同成分的样品，发现Co_xCu_1-x纳米线的方形度和矫顽力的最大值分别出现在Co₇₅Cu₂₅和Co₆₀Cu₄₀中，并且由于其特殊的复相结构致使它们的值要好于相同直径的单相结构的结果. 关键词： 纳米线 电化学沉积 磁性     

Effect of normalized plasma frequency on electron phase-space orbits in a free-electron laser

Irregular phase-space orbits of the electrons are harmful to the electron-beam transport quality and hence deteriorate the performance of a free-electron laser （FEL）. In previous literature, it was demonstrated that the irregularity of the electron phase-space orbits could be caused in several ways, such as varying the wiggler amplitude and inducing sidebands. Based on a Hamiltonian model with a set of self-consistent differential equations, it is shown in this paper that the electron- beam normalized plasma frequency functions not only couple the electron motion with the FEL wave, which results in the evolution of the FEL wave field and a possible power saturation at a large beam current, but also cause the irregularity of the electron phase-space orbits when the normalized plasma frequency has a sufficiently large value, even if the initial energy of the electron is equal to the synchronous energy or the FEL wave does not reach power saturation.     

Fe100-xPdx合金纳米线阵列的制备及其磁性研究

利用直流电沉积法在多孔阳极氧化铝模板中制备出了一系列Fe100-xPdx磁性纳米线阵列. Pd的增加使纳米线的总体磁性降低,各向异性和矫顽力也发生了较大的变化. 当Pd含量高达x=30时,纳米线仍有相当高的矫顽力(7.48 kA/m)和较明显的各向异性,但当Pd的含量增加到50%时,纳米线的易磁化方向由平行线的方向反转到垂直线的方向. 实验证明,这是由于在Fe80Pd20 和Fe70Pd30中连续的磁性相在Fe50Pd50纳米线中变成了与非磁性相相互间隔的非连续片状结构. 片状磁性相的形状各向异性使易磁化方向转变到垂直纳米线轴的方向. 从生长动力学的角度对Fe50Pd50纳米线中这种片状的形成进行了解释.     

不同取向的CoSb3纳米线阵列的电化学法制备

近年来,金属纳米线及其阵列由于其新奇的物理和化学特性和在纳米器件方面潜在的应用前景,越来越受到人们的关注。氧化铝模板合成一维纳米材料具有设备简单、制作方便等优点,因而成为近年来人们常用的一种方法。利用电化学沉积的方法在多孔氧化铝模板中沉积各种成分的纳米线已成为纳米材料制备的一种常见的方法。这种方法不仅可以得到大面积有序的纳米线阵列,还可以根据需要调节孔洞的大小来控制纳米线的直径[1￣3]。最近理论研究结果预言[4￣6],由于纳米材料的量子限域效应,热电材料的纳米线将有比其相应块体材料更高的品质因数n,这极大地激…     

短波长自由电子激光器电子运动特性研究

短波长自由电子激光器的电子束在摇摆器中的传输通道长而狭窄, 须得电子具有良好的运动特性, 避免在传输过程中产生横向发散. 本文研究短波长自由电子激光器中超相对论电子在磁场具有横向分布的平面摇摆器中的三维运动特性, 用逐次逼近法推导相对论运动方程的解析表达式, 非线性数值计算模拟传输过程, 采用科尔莫 戈罗夫熵 方法分析运动的稳定性. 结果表明: 摇摆器磁场除使电子做周期性摇摆运动外, 还迭加了偏离轴线的横向漂移运动, 在没有外置的磁场聚焦系统情况下, 电子将偏离轴线横向发散; 但是, 恰当选取电子的横向初始速度, 可有效地防止电子运动的横向发散, 即使没有外置的磁场聚焦系统, 也能在长达10 m 的摇摆器中顺利传输, 横向位移范围不超过0.09 mm, 而且其运动是稳定的. 关键词： 短波长自由电子激光器 平面摇摆器 超相对论电子运动 运动稳定性     

Fe100－xPdx合金纳米线阵列的制备及其磁性研究

利用直流电沉积法在多孔阳极氧化铝模板中制备出了一系列Fe_100-xPd_x磁性纳米线阵列. Pd的增加使纳米线的总体磁性降低，各向异性和矫顽力也发生了较大的变化. 当Pd含量高达x=30时，纳米线仍有相当高的矫顽力(7.48 kA/m)和较明显的各向异性，但当Pd的含量增加到50%时，纳米线的易磁化方向由平行线的方向反转到垂直线的方向. 实验证明，这是由于在Fe₈₀Pd₂₀和Fe₇₀Pd₃₀中连续的磁性相在Fe₅₀Pd₅₀纳米线中变成了与非磁性相相互间隔的非连续片状结构. 片状磁性相的形状各向异性使易磁化方向转变到垂直纳米线轴的方向. 从生长动力学的角度对Fe₅₀Pd₅₀纳米线中这种片状的形成进行了解释. 关键词： 纳米线 电化学沉积 磁性     

谈一谈“物质的磁现象”

早在几千年前,磁现象就为人类所发现。战国时期,名医扁鹊已利用磁石给人治病。1000年前指南针的发明带来了世界性航海与贸易的高潮。磁性是物质的一种普遍而重要的属性,小至电子、原子,大到地球、太阳以及其他许多天体,都具有磁性。就连人体内部也不例外,人类的生存和健康与外界磁条件休戚相关。如今,古老的磁学园地正不断绽开新的花朵,例如核磁共振医疗诊断系统、现代高度发达的移动通信以及磁性卡片等记录工具都是现代技术与磁学相互结合产生的硕果。一、磁性的本质首先对磁现象进行系统研究的是文艺复兴时期英格兰的威廉·吉尔伯特。他通…     

具有三个及四个零色散波长光子晶体光纤的仿真研究

利用多极法对光子晶体光纤的色散特性进行了模拟, 通过设计合适的结构参数, 得到了具有3个零色散波长的单模光纤.对中心纤芯有1个微小空气孔光子晶体光纤的色散特性进行了分析, 设计出了具有4个零色散波长的色散曲线.分析了零色散波长随光纤结构的变化规律, 这些零色散波长的位置和间距可以在很大波长范围内灵活调节. 具有多个零色散波长的光纤可以得到色散值极低的超平坦色散曲线. 多个零色散波长光纤能产生丰富的相位匹配曲线, 可以有效地控制光孤子及超短脉冲的四波混频及共振散射产生的光谱特性.     

高矫顽力的C0（70）Cu（30）合金纳米线阵列的制备及磁性研究

利用直流电化学沉积法,在多孔阳极氧化铝模板中首次制备出了具有[220]取向的单晶面心立方结构的CoCu固溶体合金纳米线阵列,其Co含量高达70%.透射电子显微镜显示纳米线均匀连续,具有较高的长径比,约为300.磁性测量表明所制备的Co（70）Cu（30）合金纳米线具有超高的矫顽力Hc//=2438 Oe（1 Oe=79.5775 A/m）和较高的矩形比S//=0.76,远高于以往报道的CoCu合金纳米线的磁性,分析表明磁性好的主要原因是由于较高Co含量和高形状各向异性.通过磁性测量和模型计算,得到Co（70）Cu（30）合金纳米线阵列在反磁化过程中遵从对称扇型转动的球链模型,并从结构的角度分析了Co（70）Cu（30）合金纳米线阵列的反磁化行为.