星载行波管高效率阴极热子组件优化设计

为减小X波段星载脉冲行波管的热子功率,对阴极热子组件结构进行了优化设计,利用ANSYS有限元软件对该阴极热子组件结构进行了热分析,得到结构的稳态温度场分布、阴极温度瞬态解以及加热功率与阴极温度的关系,并与实测结果进行对比,对比结果表明,阴极温度模拟与实验结果误差在1.3%以内,说明了所用模型和方法的可行性。在此基础上通过研究阴极支持筒不同开槽宽度、壁厚及材料下热子加热功率-阴极温度关系,对阴极支持筒进行了优化。模拟结果显示,优化后的阴极热子组件结构加热功率由8.2W降到6.7 W。     

高分辨率高空相机光机系统的热设计

在极端低温情况下,为保证高空相机镜头光学系统温度满足设计要求,结合被动热控和主动热控进行相机光机系统的热设计.以聚酰亚胺为隔热材料进行被动热控,增大相机内部与外界的热阻,减弱外界低温环境对镜头温度的影响.采用电加热膜加热对相机镜头进行主动热控,在WorkBench有限元软件中建立镜头和窗口组件的传热模型,分析载荷构成,加载加热功率载荷、热对流载荷和热辐射载荷,进行稳态热分析.结果表明,在六个加热区,当加热功率分别为12、17、22、17、10、13 W时,相机光学系统的温度控制在18℃~22℃范围内,满足热控设计要求.     

基于随机抽样法的多群核数据不确定性影响分析

基于随机抽样方法,研究多群核数据不确定性对反应堆物理计算的影响。首先利用SCALE软件包中核数据协方差矩阵和自主开发的随机抽样模块SAMP,得到多群微观截面等核数据的抽样值,之后分别使用SCALE/TRITON和PARCS程序进行组件计算及堆芯稳态计算,最后通过统计分析得到组件和堆芯计算结果的不确定度。以Almaraz压水堆核电厂装载的燃料组件和首循环堆芯为对象,研究了不同燃耗下有效增殖因子、动力学参数、核素浓度和双群均匀化宏观截面等组件计算结果,以及堆芯功率分布等堆芯计算结果的不确定度。分析结果表明:组件计算结果不确定度多随燃耗变化,快群宏观截面不确定度总体高于热群;堆芯计算结果受核数据不确定性影响显著,其中稳态径向功率分布的最大不确定度为1.9%左右。     

低轨道轻质星载一体化空间光学遥感器的热设计

根据空间光学遥感器的轨道特点和任务需求,通过仿真分析对其进行了热设计。考虑近地空间环境的特殊性,选择防原子氧布作为多层隔热材料的面膜。为减小遥感器框架上安装的星上设备对遥感器温度的影响,设计了大热阻安装结构并使用了聚酰亚胺隔热垫。根据离轴三反光学遥感器及星载一体化卫星的结构特点,划分了主动加热区域,分配了加热功耗。由于遥感器对地观测频率低、工作功耗小、工作时间短,CCD焦面组件不设置散热面。根据遥感器的轨道参数和姿态,确定了3个典型工况并对其进行了仿真分析和热平衡试验。结果显示,遥感器本体温度为（18±4）℃、光学元件温度为（18±2）℃、CCD温度≤30℃,得到的仿真分析结果和试验数据验证了遥感器热设计的有效性。     

高功率密度包层的热结构力学分析与优化

高功率密度包层BFEB是以混合堆FEB的堆芯参数和真空室尺寸为依据，设计用于嬗变核废物的。在工程设计阶段的构件结构力学分析时，首先进行了热结构力学的分析与优化。对包层模件，采用Pro/ENGINEER2000i2设计制图编码建立模型后，用Pro／MECHANICA2000i2功能编码进行热结构力学分析，即稳态热分析和稳态热应力分析。在机械构件材料和气氦冷却状态确定的情况下，通过优化分析，减小了作用于包层构件的表面热负载的分布起伏，即减小裂变功率密度沿包层各区的分布起伏。通过增大氦冷却管板屏的拱弧曲率与圆角以及对其与氦汇流腔的焊接采用优化的深度电子束焊接工艺等优化措施后，计算结果表明：采用HT9铁素体钢制作的包层构件的最高温度为350℃，最大剪应力≤80MPa。包层机械构件将具有良好的热结构力学安全裕度。     

卫星热设计参数的灵敏度分析

卫星热设计参数的灵敏度分析为卫星热设计的可靠性验证以及卫星运行可靠性提供了分析方法．利用系统灵敏度理论，对卫星热设计问题进行了分析，导出了卫星热设计系统的灵敏度方程．并以太阳能电池板的热设计为例，对系统的灵敏度方程进行了求解，分析了各参数的灵敏度，为卫星热设计中结构及物性参数的确定提供了依据。     

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介绍了EAST超导托卡马克偏滤器的最新冷却模块结构。利用FLUENT有限元软件对不同参数下的模型进行了稳态热分析,定量研究了冷却模块换热能力随各参数的变化规律。针对EAST装置给出了初步优化的参数范围,为水冷钨铜偏滤器的设计制造提供了参考。这对于托卡马克装置及聚变堆偏滤器研究具有十分重要的意义。     

大口径空间反射镜Cartwheel型柔性支撑设计

针对同轴三反式空间光学遥感器对大口径主反射镜组件的高刚度、高强度、高热稳定性等特殊要求,提出一种基于Cartwheel型双轴柔铰的三点柔性支撑结构。首先利用无量纲方法研究了单个柔性支撑的柔度特性,然后利用有限元方法对反射镜组件的静力学、动力学与热特性进行灵敏度分析,确定了支撑结构中柔性环节的几何尺寸参数,并进行了有限元数值仿真。最后,利用面形值为λ/40均方根(RMS)的非球面镜进行了反射镜组件面形检测实验并利用等效球面镜组件进行了动力学实验。仿真与实验结果表明:当柔性环节尺寸为:壁厚t=8mm,直梁高度h=4mm,直梁长度L=8mm时,在正交三向自重与15℃稳态温升作用下,反射镜面形精度RMS小于12nm;反射镜组件一阶固有频率实验值为296Hz,与仿真结果相差6%,能够满足使用要求。     

无磁加热薄膜仿真设计与实验验证

介绍了一种用于原子气室的无磁加热薄膜技术。原子磁力仪、原子陀螺仪、原子钟等采用热原子系综的精密测量仪器通常采用原子气室作为物理系统,为了保证足够的原子数密度,原子气室工作温度通常为80～120℃,因此无磁加热技术是热原子钟的核心技术之一。采用多物理场有限元仿真分析通电线圈在小电流（直流0.2 A）条件下产生的稳态磁场分布情况,通过对比不同线圈结构产生的磁场分布,得到满足性能要求的通电线圈结构。实验结果表明,采用优化后结构的无磁加热薄膜产生的剩磁低于100 nT,满足原子气室无磁加热要求。该设计对以原子气室的原子钟性能提升提供了可靠保证,并为原子钟小型化提供参考。     

EAST离子回旋加热天线传输线结构设计

阐述了EAST离子回旋加热天线传输线的结构设计。用有限元的方法对EAST离子回旋加热天线传输线内导体结构进行了分析,获得了内导体的受力情况。根据内导体的受力情况适当加大波纹管厚度和设计内导体支撑,通过ANSYS分析优化确定了波纹管的厚度和内导体布置的位置。此外,还计算了传输线的热损耗、热变形、电压驻波系数和最大功率容量,计算结果进一步验证了传输线结构的可行性。     

F-P标准具温度特性对光纤光栅波长解调精度的影响

F-P标准具的特性易受温度影响,温度变化时,其透射峰会发生漂移,将其应用于光纤光栅波长解调时,温度波动会给波长解调精度带来影响。分析了F-P标准具的温度特性对光纤光栅波长解调精度的影响程度,并分别采用温度稳定性为1.5 GHz和3 GHz的F-P标准具进行了稳定性和重复性实验。实验结果表明:光纤光栅传感器的中心波长不同,由F-P标准具的温度特性产生的解调误差也不同;采用2种F-P标准具测得的稳定性误差最大值分别为0.528 pm和0.676 pm,重复性误差最大值分别为1.77 pm和2.01 pm。     

双波长二极管合束端面抽运掺镨氟化钇锂单纵模360nm紫外激光器

报道了一种双波长半导体激光二极管(LD)合束端面抽运掺镨氟化钇锂晶体(Pr~(3+):LiYF_4)全固态、单纵模360nm紫外激光器.该激光器采用V形折叠腔结构,利用反射式体布拉格光栅作为波长选择反射镜来压缩光谱线宽,与法布里-珀罗(F-P)标准具组合构成窄带滤波器进行单纵模的有效选取,通过Ⅰ类位相匹配切割的倍频晶体三硼酸锂对腔内720nm基频光进行倍频.在444nmLD输出功率为1200mW和469nmLD输出功率为1400mW时,合束抽运获得了功率为112mW的连续单纵模360nm紫外激光稳定输出,光-光转换效率为4.3%.测量结果表明,边摸抑制比大于60dB,4h功率均方根值稳定性优于0.5%,1h频率漂移小于220MHz,激光振幅噪声小于0.5%.     

A New Wavelength Selective Photoreceiver

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　ＡｌｏｎｇｗｉｔｈｔｈｅｇｒｅａｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＷＤＭａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ,ｔｈｅｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓｅｌｅｃｔｉｖｅｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｓｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ .Ｕｐｔｏｄａｔｅ ,ｔｈｅｒｅｈａｖｅｂｅｅｎｍａｎｙｋｉｎｄｓｏｆｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓｅｌｅｃｔｉｖｅｐｈｏｔｏｒｅｃｅｉｖｅｒｓｔｈａｔａｒｅｂｅｉｎｇａｐｐｌｉｅｄｆｏｒｓｕｃｈａｐｕｒｐｏｓｅ .Ｔｈｅｙａｒｅｕ…     

A New Wavelength Selective Photoreceiver

A new kind of wavelength selective photoreceiver is proposed. It was constructed by a Fabry-Perot (F-P) etalon filter and a resonant cavity enhanced (RCE) photodetector. The photoreceiver′s spectral response is determined by the F-P etalon filter with a FWHM of less than 4 nm. Moreover, with such a photoreceiver, the transmission loss of the F-P etalon filter can be compensated to some extent. And this will benefit its applications.     

星载激光雷达F-P标准具高效温控算法的设计与实现

法布里-珀罗(F-P)标准具的研制是星载米散射激光雷达的关键技术节点之一。在分析温度对F-P标准具影响的前提下,结合常规PID温控算法和模糊算法原理,提出一种模糊算法与加入抗饱和参数的增量式PID算法相结合的高效温控算法,实现F-P标准具温度控制,将最终设定温度控制在±0.06 K范围内。该算法不仅实现简单,而且控制精度高,稳定性好,为星载米散射激光雷达窄带光学接收关键技术突破提供了保障。     

脉冲单纵模激光器中标准具精度与选模性能

根据脉冲单纵模激光器中的关键器件F-P标准具的选模原理,定量分析了不同参数F-P标准具的加工厚度精度、角度放置精度以及腔长变化对激光器纵模选择性能产生的影响,得到了对不同参数标准具的光学厚度偏差进行补偿所需的角度偏移量,研究了入射角度对标准具中心波长偏移的影响。这些结果对于脉冲单纵模激光器的机械结构设计、器件加工允差与装配调节精度的设计具有重要意义。在线型腔F-P标准具选模激光器中,得到了最大单脉冲能量8.41 J,脉冲宽度32 ns,近衍射极限的单纵模激光脉冲输出。     

一种基于F-P标准具的金属线膨胀系数测量方法

本论文提出一种基于F-P标准具的金属线膨胀系数测量方法.该方法利用光杠杆将金属棒受热膨胀时的伸长量转化为F-P标准具干涉光场中干涉条纹半径的变化,通过测量干涉条纹的间距便可实现对金属线膨胀系数的测量.由于该方法仅需测量F-P标准具干涉光场中外侧条纹的间距,并且F-P标准具的多光束等倾干涉可以产生锐利的干涉条纹,因此测量过程更加简便,实验结果的精确度更高.通过实验测量验证了该方法的可行性与可靠性.     

塞曼效应实验中F．P标准具的快速调试

F-P标准具是塞曼效应实验仪器的核心元件,正确保养和调试非常重要。分析了F-P标准具的结构和成像原理,介绍了F-P标准具的快速调度方法。从而提高了仪器的使用寿命和师生动手操作等能力。     

用于激光稳频系统的控温F-P标准具特性研究

法布里-珀罗标准具由于其结构简单、性能稳定,不仅可以实现不同频率光束的分离、高精度的长度测量、分析激光的纵模结构等,还可用于激光器的稳频系统。本文对F-P标准具的透射率、半高宽度、自由光谱区以及透射率与温度的关系等特性进行了研究,并将其应用在激光器的稳频装置中。     

提升啁啾脉冲激光信噪比的扫描滤波方法

基于扫描滤波原理, 提出了一种新的用以提升啁啾脉冲激光信噪比(signal-to-noise, SNR)的光学扫描滤波方法. 针对内置电光晶体的Fabry-Perot标准具的扫描滤波方案, 定量分析了其扫描滤波谱特性, 详细讨论了Fabry-Perot标准具平行平板的镜面反射率和内置电光晶体类型对输出脉冲信噪比的影响, 并进一步探讨了控制电压变化对信噪比提升效果的影响. 结果表明, 扫描滤波器的透射窗口带宽越窄, 信噪比的提升效果越好; 为了保证输出效果, Fabry-Perot标准具平行平板反射率应大于0.9; 对于内置二次电光晶体钽铌酸钾晶体的Fabry-Perot标准具扫描滤波方案, 其外加电压较内置普通线性电光晶体的方案更低, 且更易于控制; 钽铌酸钾晶体构成组分的不同对滤波器效果的影响并不大, 而控制电压和信号光啁啾率的变化则会对滤波效果产生较大影响.