等离子体密度标长对高能质子加速的影响

超短超强激光与等离子体相互作用中产生的高能质子在激光惯性约束核聚变,新型台面质子加速器以及医学等研究领域已成为广泛关注的一个热点.超强激光与等离子体相互作用中密度标长对超热电子或高能质子加速影响很大,所以为了确定超热电子或高能质子的加速机制,需要确定等离子体的密度标长.本文利用PIC法得到的模拟结果来研究了超强激光与等离子体相互作用中高能质子产生的物理机制以及前表面等离子体密度标长对超热电子或高能质子加速的影响.     

激光尾场第一周期加速带电粒子模拟

在关于激光尾场加速(LWFA)的很多文献中,都暗示了尾场有周期性结构.可是激光驱动尾场可以不是周期性的,尾场第一周期可以捕获和加速外来电子束.Esirkepov和Bulanov等人提出了带电粒子在激光高斯脉冲驱动尾场第一周期加速的处理方法.本文在此理论基础上进一步讨论电子在尾场第一周期中能获得的最大能量与激光脉冲的强度和脉冲的波长之间的关系.结果显示,捕获电子最大能量与脉冲激光强度成正比.适当的选择脉冲激光波长也直接影响到捕获电子的最大能量值.     

超强激光与等离子体靶相互作用中高能离子的定向发射

等离子体薄靶作为控制激光加热和产生高能粒子的驱动源在激光核聚变快点火方案中被广泛应用.本文用二维粒子模拟方法研究了超强超短脉冲激光与平板等离子体薄靶相互作用中产生的高能离子.模拟研究结果表明,在平板等离子体薄靶后表面所产生的高能离子的角分布较小,定向性好,能获得很高的能量.并且等离子体薄靶的形状对高能离子的产生和会聚有一定的影响.     

Rb-Na混合蒸气中碰撞能量合并逆过程

研究了异核碰撞能量合并逆过程：Rb(7D) Na(3S)-Rb(5P) Na(3P)．染料激光二步激发基态Rb原子到Rb(7D)态，利用双调制技术检测由上述过程产生的Na(3P1)发射的荧光，基态Na原子密度由近翼吸收系数测定．碰撞能量合并逆过程速率系数由原子密度和荧光强度比得到．讨论了其它过程对速率系数的影响．     

挤压-堆积复合法制备As2S3红外硫系玻璃光子 晶体光纤及其特性研究

在利用多极法优化设计光子晶体光纤结构的基础上, 充分结合挤压和堆积两种方法的优点, 提出了基于挤压-堆积的新型硫系光子晶体光纤制备技术, 利用As2S3硫系玻璃制备了三层孔环结构光子晶体光纤. 通过理论模拟分析得出了该光纤的色散特性和零色散点, 测试了1550nm近红外光纤激光在该光纤中的传输效果和纤芯光斑能量分布, 利用该光斑测试验证了该光纤在近红外的光能传输局部限制能力和光子晶体的光学初步控制现象.     

非对称脉冲超强激光产生的尾场空泡区和超空泡区中的正电子加速

在震荡中心哈密顿原理的(oscillation-center Hamiltonian)框架下,讨论了用非对称圆极化的强激光脉冲激发的尾场和在超空泡区中加速正电子的相关问题.研究内容包括:在超强激光所激发的空泡后区中的尾场正电子加速方法和在超空泡区中的雪梨(snow-plow)正电子加速方法.通过理论分析和数值模拟方法定性地比较了2种正电子加速方法的有效加速性能.结果显示,尾场加速的效果比雪梨加速好,2种加速方法中激光脉冲振幅与被加速正电子的能量之间分别存在着指数关系和线性关系.文中还分析了正电子最大尾场和雪梨加速能量与等离子体密度之间的关系     

温室效应与地表辐射耦合关系的影响分析

通过利用一维辐射传递方程及LBLRTM逐线积分模式建立计算模型,本文对地表温度变化所引起的发射能量光谱迁移对温室效应的影响进行了分析.结果表明:地表温度升高会使温室效应增强,而这温度增强效应来自于二个机制:一是地表发射能量改变所引起的强度变化分量;二是辐射能量的光谱迁移所造成的光谱变化分量.强度变化分量始终为正,对温室效应总是起强化作用,而光谱变化分量则根据地表的发射温度以及温室气体的主要吸收带位置有可能为负值,从而对温室效应起削弱作用;极地地区,H_2O与CO_2两种主要温室气体的光谱变化分量对温室效应的弱化作用变得很小,因此,在一定程度上对于极地地区的明显温升做出了贡献.     

电子、正电子、离子等离子体尾场中被加速正电子的研究

为了研究在激光驱动的等离子体尾场中被加速正电子的动力学,使用了由电子、正电子、离子组成的等离子体,通过采用数值模拟方法得到了非对称脉冲驱动的尾波场中被加速的正电子的运动相图、动能变化,势能。数据结果表明：非对称激光脉冲驱动尾场中正电子得到很高的能量。提高等离子体中的正电子比例会使电子和正电子的加速效果减弱。在非对称激光脉冲驱动的激光尾场中,为了有效地加速正电子,要选择恰当的上升激光脉冲长度和下降激光脉冲长度。     

用于测量冷原子温度的时序脉冲发生器的设计

近年来人们在激光冷却和捕获原子方面取得了辉煌的成就.对捕获的冷原子团温度、密度的精确测量也成为一个重要的研究课题.在冷原子温度测量中需要在较短时间内(最长不超过几个毫秒)迅速关断俘获冷原子的磁光阱(包括磁场和光场).作者针对时间飞行法测量冷原子温度对光场和磁场的关断要求,设计并制作了一种简单、实用的可调脉冲延时和脉宽的脉冲发生器,应用其产生的脉冲在较短时间内有效地关断磁场和光场,达到冷原子温度测量的要求.     

激光辐射压驱动的双层加速质子的模拟研究（英文）

本文研究了激光辐射压驱动的运动电场中加速质子的相关问题.当超短超强激光脉冲与处在背景等离子体前方的薄固体平靶相互作用时,在激光辐射压的作用下,在固体靶后部形成一个电子层-离子层组成的双层结构.在激光的不断推进下,双层结构在背景等离子体里以一定速度传播,可以看成运动在背景等离子体中的电场.这样,在背景等离子体中的质子被这个运动电场捕获并能加速到很高的能量.我们通过二维PIC模拟方法研究了质子加速的相关问题.研究结果表明,被加速质子的最大能量达到20GeV.同时,我们还研究了质子加速与固体靶厚度和背景等离子体密度之间的关系,通过二维PIC模拟给出了一些优化的参数.     

高能离子的定向发射及其模拟研究

本文用二维粒子模拟方法研究了超强超短脉冲激光与圆形等离子体薄靶相互作用中产生的高能离子.模拟研究结果表明,在圆形等离子体薄靶后表面所产生的高能离子,角分布较小,定向性好,能获得很高的能量,并且等离子体薄靶的形状对高能离子的产生和会聚有一定地影响.     

连续激光辐照下的中红外滤光片热效应

围绕复杂激光应用系统中光学薄膜的抗强激光设计与优化需求,考察入射激光波长、滤光片前表面和后表面膜系差异等因素对激光辐照热效应带来的影响,采用建模仿真与试验验证相结合的方法,分别研究了波长1.06、2.0μm的连续激光从前截止膜系侧和后截止膜系侧辐照中红外滤光片时,膜系和基质的电场分布、热损耗及温度变化情况,结果表明:入射激光功率密度、辐照表面、滤光片尺寸及材料吸收率等是影响中红外滤光片最高温升及其变化率的主要因素;与2.0μm激光辐照相比,1.06μm激光辐照中红外滤光片时产生的热效应更为显著。     

ZnO梳状亚微米结构的生长及其光学性质

在较低温度（460℃）和无催化剂的条件下,通过热蒸发纯Zn粉在硅衬底上成功地制备出ZnO亚微米梳状结构.采用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和室温光致发光光谱（PL）等技术分别研究了制备样品的晶体结构、表面形貌和光学性质.结果表明,具有均一直径和长度的单晶梳齿规则地生长在作为梳干的ZnO纳米片的Zn-（0001）极性面并沿[0001]方向择优生长.逆气流生长的样品的梳齿粗于顺气流生长样品的梳齿,而其波长为500 nm左右的绿色PL发射峰强度明显低于顺气流样品的发射峰强度,揭示出在氧气较充足的逆气流环境下生长的样品中的氧空位缺陷少于顺气流下生长的样品的氧空位缺陷.样品表面的Au纳米颗粒修饰大大增强了制备的梳状结构样品的紫外发射光强度,并明显降低了样品的绿色光致发射峰强度.     

外推电离室测电子剂量问题

本文介绍用外推电离室绝对测量电子加速器电子束在物质深部的吸收剂量率。并运用电子束监测法拉第简和在外推电离室空腔内部测温的方法,较好地解决了电子束流强度不稳、空腔局部温升较高等影响测量精度的实际问题。     

陶瓷隔膜厚度对磷酸铁锂电池安全性的影响

为识别隔膜轻薄化潜在的安全风险,采用方形铝壳磷酸铁锂动力电池系统地对比了（9+3）μm陶瓷隔膜（9CCS）与（7+3）μm陶瓷隔膜（7CCS）电池过放电、过充电、外部短路、加热、挤压和针刺安全性能。结果表明,隔膜变薄增加了电池的安全风险,相比9CCS隔膜,7CCS隔膜力学强度及抗热收缩性降低,安全测试表现为最高温升、电池阻抗及厚度明显增加,造成过充电热失控荷电态（SOC）提前7.2%,加热引发热失控的温度降低10℃,362 kN挤压发生热失控,针刺引起安全阀提前6 s开启,浓烟释放持续时间更长。本研究为开发更高能量密度动力电池的隔膜选择及体系、结构等优化改善提供了数据支撑。     

编码激励医学超声成像的仿真

数字编码超声采用编码脉冲激励换能器,在接收端进行脉冲压缩,提高了超声发射能量及回波信噪比.Golay码具有完美的旁瓣抵消性能,基于Golay码的编码激励超声成像技术可以获得良好的脉冲压缩效果.介绍了编码激励超声成像原理、Golay码激励超声成像技术及性能特点,并进行了仿真研究.仿真结果表明,Golay码激励及回波信号匹配滤波能够明显增加回波信噪比,提高探查深度或/和空间分辨率.     

基于密度泛函理论计算的二次电子发射对放电等离子体特性的影响

离子诱导二次电子发射(SEE)过程是低温等离子体的基本物理过程。电介质上的表面电荷在SEE过程中起着重要作用,从而影响放电等离子体动力学过程。不同于之前研究通过简化电子结构和表面电荷参数进行计算的模型,基于俄歇中和与密度泛函理论(DFT)模型,采用一种更精确的方法计算了含氮掺杂的氦气大气压介质阻挡放电(DBD)中介质表面有电荷累积的MgO的二次电子发射系数(SEEC),并在此基础上分析了其对DBD时空特性的影响。为了更直观地观察介质表面电荷对SEE过程的作用,引入放电过程中表面残留电荷较少的削波电压与正弦电压进行比较。结果表明,削波电压下的放电过程前后无明显变化,而正弦电压下放电峰值时刻的相位提前,电流幅值明显减小,电子的空间分布更加弥散,这不仅验证了本研究DFT模型计算的有效性,还为进一步研究DBD放电的物理过程奠定了理论基础。     

燃弧气氛对强流脉冲电弧冲击波超压峰值的影响

在激光惯性约束聚变等实现极端物理效应的科学装置中,能源系统需要输出高峰值、高上升率的脉冲电流。气体间隙开关中的大电流电弧膨胀时,伴随产生极强的冲击波超压,影响开关性能和安全。基于电弧能量平衡理论,得到了强流脉冲电弧通道半径和冲击波超压峰值的解析表达式。根据理想混合气体的绝热指数计算方法,分别计算了O2体积分数为20%、40%、60%情况下,O2/N2、O2/He、O2/Ar混合气体的绝热指数及电弧抗膨胀系数,结果表明,O2与单原子分子气体混合时,O2含量越高,电弧抗膨胀系数越大。计算分析了不同燃弧气氛下的电弧通道半径和冲击波超压峰值,结果表明,O2与He、Ar等单原子分子气体混合作为燃弧气氛时,能有效降低电弧冲击波超压峰值。     

低成本脉冲源驱动的纳秒脉冲等离子体固氮

纳秒脉冲等离子体在环境工程领域与生物医学领域有着广阔的应用前景。本文介绍了一种集成度较高、成本较低的kHz脉冲电源和一种简单、实用的等离子体发生装置。本文所提及的脉冲电源的成本在2000元以内,电压峰值、放电频率均可通过修改电路元件参数进行调节。该等离子体放电装置在大气压条件下可产生体积为25cm×25cm×2cm的均匀等离子体区,放电装置的工作气体为空气或氮气。将雾滴通过等离子体放电区域后,等离子体中的气相NOx、O和OH-等粒子溶解在雾滴中,并通过一系列反应形成NO-2、NO-3和NH+4,从而实现大气压条件下的低温等离子体固氮。     

三值FPRM电路极性间转换算法及其在面积优化中的应用

通过对三值FPRM(Fixed-polarity Reed-Muller)展开式和四值列表技术的研究,提出了一种三值FPRM电路极性间转换算法,并将其应用于电路面积优化.首先根据四值RM(Reed Muller)逻辑多项式系数的计算方法,推导出三值FPRM展开式极性间系数转换算法;然后利用该算法,结合三值模代数特点以及电路面积估计模型,沿非循环格雷码极性遍历路径进行三值FPRM电路面积最佳极性搜索,得到面积最优的FPRM电路.最后对8个MCNC基准电路进行测试,结果表明：与0极性Reed-Muller电路相比,三值FPRM电路的面积平均减少56.2%.