两个光纤激光器的相干合成及其闭环控制

 采用了并联主振荡-功率放大的相干合成方案，实现了光纤激光器的相干叠加。主振荡的输出光通过保偏光纤分束器分为两路，其中一路加入保偏光纤相位调制器以实现闭环控制，两个保偏光纤放大器分别对两路输出光进行放大，放大后的输出光再由一个2×2的保偏光纤耦合器会聚相干。合成输出光的一部分通过光电转换后进入数据采集卡，采集卡将采集到的数据送入计算机进行实时处理并将得到的反馈信号作用于相位调制器，相位调制器实时控制两路信号的相位差，从而实现整个实验系统的相干合成输出。系统实现闭环控制后，两路光纤放大器的相位差为2π的整数倍，输出光强始终保持最强。该相干合成方案简单易行，性能稳定。     

基于交流调制技术的弱电流放大器研制

在射线强度测量中,积分电离室输出的电流信号在10–10～10–15 A范围内,该弱电流信号需要转换和放大才可以进行采集.针对积分电离室本文设计了一种弱电流信号放大系统,采用交流调制技术将待测弱直流电流信号调制为交流电压信号,再经放大、相敏检波、滤波等电路处理后得到直流电压信号,最后进行数据采集;同时在系统中引入直流负反...     

外场下GaAs/AlGaAs超晶格中载流子的动力学行为

基于分立漂移模型研究了磁场对载流子在弱耦合GaAs/AlAs超晶格中的动力学行为的影响。研究表明磁场较小时超晶格中载流子的集聚形成电场畴,该电场畴的周期移动引起电流振荡的产生,随着磁场的增加系统中形成的电场畴变得稳定,电流振荡也逐渐消失。因此,磁场控制下系统的状态可以从动态转变到稳定态。受交流电场驱动时,由于内部电流振荡信号和外部交流信号的耦合,载流子运动展现出很多的非线性行为。     

弱磁场中质子的自由进动和一个野外测磁场的实验

本文报导了我们在弱场中进行的核矩预极化和核矩自由进动的实验和分析。主要研究了极化磁场衰减过程中核矩的运动、讯号的绝对强度,并观察到探头转动对讯号频率的影响,指出了这是测核磁矩正负号的最直接的方法。此外,弱磁场中质子自由进动现象在高空磁场测量、地质探矿、石油开采等方面都有重要的实际应用,本文的结果对解决这些应用中的具体问题是有帮助的。为了检验全套仪器在野外工作时的性能,以及观察周围大体积的磁性物质对讯号频率的影响,我们在野外进行了一系列的测磁实验,获得了肯定的结果。测磁的相对精密度达到1×10^-5。     

光参量啁啾脉冲饱和放大的增益稳定性

 光参量啁啾脉冲放大（OPCPA）在饱和放大区存在一个增益稳定点，据此设计了一个输出稳定的三级OPCPA系统；第一、二、三级分别选用准相位匹配的周期极化钛氧磷酸钾（PPKTP）晶体、LBO晶体和KDP晶体作为增益介质。饱和放大时，增益随泵浦光强度变化时的增益输出稳定性明显改善，在泵浦光强度抖动低于6%的情况下，各级光参量放大器OPA输出的增益抖动小于1%。前级采用准相位匹配的PPKTP晶体作为增益介质，在远低于破坏阈值的30MW/cm²的泵浦功率密度下，可得到2×10⁵的饱和放大增益和20%的能量转换效率。     

基于受激布里渊散射能量转移的冲击点火激光技术研究

提出一种新型的激光放大技术, 高效地实现冲击点火所需的10² ps级高功率激光脉冲. 该技术耦合了传统的激光驱动器放大技术和受激布里渊散射(SBS) 脉冲压缩技术, 在不改变现有激光装置主体结构的前提下, 使用长脉冲(数 ns) 充分提取主放大器储能, 然后在系统输出端通过SBS进行脉冲自抽运的能量转移, 将长脉冲能量转移给10² ps级的冲击脉冲, 实现高效放大的目的. 该技术在主动控制下实现能量转移, 将克服传统SBS压缩时间特性不可控的缺点, 输出满足冲击点火时域特性要求的精密控制激光脉冲.     

LD侧泵浦Nd：YAG板条双程功率放大器初步研究

 对二极管激光侧泵浦Nd：YAG板条双程功率放大器进行了初步的研究,给出了激光器的数值模拟结果,建立了二极管侧面泵浦Nd:YAG板条激光主振荡-多程放大(MOPA)系统;在100Hz重复频率时,实验获得单脉冲能量为51.9mJ的输出,光束质量M ²小于2,脉冲能量起伏小于2%, 实验结果与数值计算结果相符合。     

连续调谐太赫兹回旋管非稳定振荡状态研究

太赫兹回旋管可实现高功率输出,并具有一定的频率调谐范围,是核磁共振波谱系统理想的高功率太赫兹辐射源。设计了263 GHz,TE_5,2基波连续调谐回旋管,通过磁场调节实现频率调谐范围为1.39 GHz,利用时域多模多频自洽非线性理论对设计的连续调谐回旋管非稳定振荡状态进行了研究。结果表明,在低次纵向谐波模式工作磁场范围内,当工作电流大于起振电流时,连续调谐回旋管先进入稳定状态,高次纵向谐波模式被抑制,工作模式TE_5,2的输出功率随时间不变;当电流增大,纵向谐波模式间的竞争引起回旋管由稳定状态进入到非稳定振荡状态,工作模式TE_5,2的输出功率随时间呈振荡变化且互作用效率大大降低;随着电流的进一步增大,回旋管又回到与低电流不同的稳定状态,互作用效率进一步降低。同时发现非稳定振荡状态的起始电流随着磁场增加而增大。本研究对需工作于稳定状态的面向DNP-NMR应用的连续调谐太赫兹回旋管的研制具有一定指导意义。     

在强磁场中金属薄膜的超导电理论(Ⅰ)

本文研究了在接近转变温度T_c的区域内,超导薄膜在磁场中的性质。磁场是沿着超导膜的表面。在文章中,首先对Γорьков理论进行了分析,指出这个理论实际上是采用了局域近似,这个近似主要是隐含在他所采用的磁场中电子Green函数G_ω⁰(rr′)的表示式中。作者指出,Γорьков所采用的G_ω⁰(rr′)表示式对于本文研究的问题是不适用的,本文采用G_ω⁰(rr′)按矢势的微扰展开式。本文把Γорьков的补偿方程和电流方程推广到超导膜。对于d<δ₀(T)的膜,求出了这二个方程的解,得到超导薄膜的矢势、磁矩、能隙和临界电流的表达式,并研究了超导薄膜在磁场中的相变问题,求得超导薄膜的临界磁场。本文所得到的结果,对比较厚的膜(d?ξ₀)和ГЛ理论一致,而对比较薄的膜(d<ξ₀)和ГЛ理论有着显著不同(除了临界电流和超导膜在磁场中相变级数的判据外),二者的差异特别是表现在对厚度依赖关系上。由于本文所采用的近似,所得到的结果适用于δ₀(T)>d?d^*情形,其中2d^*=(1/(0.36)×ξ₀/p₀)^1/2,对于Sn,2d^*～10^-6cm。     

用光学参量啁啾脉冲放大技术产生TW级激光脉冲系统的最优化设计

用数值模拟的方法,给出了一种适合以纳秒级的高功率钕玻璃激光系统为抽运源的光学参量啁啾脉冲放大(OPCPA)系统的最优化设计.该系统主要由一级LBO预放大器和一级LBO主放大器组成.数值模拟结果表明该系统能够把纳焦级能量的飞秒脉冲放大到焦级,从而产生几十个太瓦(10¹²W)的脉冲输出.这一结果为进一步利用OPCPA技术放大飞秒脉冲产生拍瓦(10¹⁵W)的超短超强激光脉冲输出奠定了基础,从而为强场科学研究提供崭新的技术手段.     

高精度连续波速调管调制器

为了满足微波放大器副特性测试需要,研制了高精度电源调制器系统。采用阶梯调制与循环控制相结合的方式,实现了高稳定度输出控制。对调制器的拓扑结构和控制策略进行了分析,并介绍了脉冲步进调制器(PSM)模块和多绕组变压器等关键部件的设计方法。试验结果表明:采用PSM技术的电源调制器电源系统输出指标满足测试要求,能够稳定可靠工作并具备快速保护功能。     

以巨脉冲红宝石激光为光源的Mach-Zehnder干涉仪应用于θ收缩等离子体的研究

本文应用巨脉冲红宝石激光为光源的Mach-Zehnder干涉仪,研究了23kJ(千焦耳)“θ收缩”(θ-pinch)等离子体的电子密度、形状和不稳定性。从轴向干涉图的照片获得45至120mTorr(毫乇)氘气压范围的二维电子密度分布和电子密度的峰值在6×10¹⁶—2.3×10¹⁷cm^-3范围。等离子体最大收缩出现在主压缩磁场的第一个半周期的1/3附近,在等离子体的最大收缩附近的特征约束时间(粒子数衰减1/e的时间)为1.8—4.3μs,具有负偏磁场的干涉图显示在等离子体中捕获了偏磁场。从这些干涉图的照片上还看到等离子体在主压缩磁场和等离子体捕获场之间作径向磁流体振荡。干涉图照片还表明,在45至80mTorr氘气压范围内,等离子体在主压缩磁场的第一个半周期内基本上都是稳定的。     

中国散裂中子源/快循环同步加速器电源系统数字化控制方案

在中国散裂中子源工程中, 需要设计1台1.6GeV快循环同步质子加速器. 加速器的磁铁电源系统驱动9套怀特电路. 这9套电源的输出都是带直流偏置的交流电流源. 在每个重复加速周期内, 电流(磁场)必须保证相位和幅值精度. 数字控制技术的可靠性、温度漂移抑制、高集成性等等使得它在越来越广泛地应用于控制电路的设计中. 为了达到中国散裂中子源电源系统苛刻的指标, 本文提出了一种数字化控制方案.     

光寻址空间光调制器控制系统的设计与实现

针对硅酸钠基光寻址空间光调制器对稳定可变且可快速调制工作电压的要求,设计制作了可以满足空间光调制器在写入、读出和擦除过程中不同电压需要的高压控制系统.该系统的输出电压值可编程线性调节,在较高工作频率时输出电压波形较好,基本满足空间光调制器的工作电压特性要求.而且所有的操作都在计算机上完成,可以很方便地实现对空间光调制器的控制.     

新的高能注量电子束二极管系统

 为“闪光二号”加速器研制了新的二极管系统, 其电子束能注量比原二极管系统大3倍多。该系统由带滑闪开关的二极管、漂移管、脉冲磁场和真空靶室等部分组成, 通过减小阴极直径、增大轴向磁场强度和磁透镜比，调节滑闪开关距离和预脉冲开关气压等技术措施, 使二极管具有高能注量电子束输出的稳定工作状态, 在Marx发生器充电电压70kV条件下，在距阴极22cm的靶上获得了总能量21.5kJ、束斑直径52mm和能注量1.01kJ/cm²的电子束输出。     

高储能密度陶瓷电容器的性能

 根据陶瓷介质材料具有高介电常数和高工作场强的特性，从理论上分析了陶瓷电容器具有的储能密度高、可工作在数kHz至数MHz的振荡放电回路中和老化缓慢等特性。对试制的1μF/500V的多层陶瓷电容器（MLC）试样品进行了750V 的1min直流耐压和100Hz重复充放电等可靠性试验研究，结果表明：该MLC在500V工作电压下（对应的体积储能密度达到720J/L）重复充放电寿命达10⁷次以上；50kHz振荡放电输出电流峰值达320A；试验前后电气性能保持不变。因此，这种陶瓷电容器适合用作强脉冲大功率电源的储能元件。     

稳定高质量光参量啁啾脉冲放大系统优化设计

要实现光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)系统稳定、高质量输出,需要同时对光参量放大和泵浦光倍频这两个非线性过程进行优化设计。在光参量放大系统优化设计中,建立了描述光参量放大过程的多种简化物理模型;通过模拟泵浦光和信号光口径匹配关系,分析了放大信号光空间两维对称性并提出了优化方法;建立了非线性晶体最佳长度确定及调谐方法,以实现信号光输出高稳定性。在泵浦光倍频系统优化设计过程中,提出应用位相失配法实现稳定倍频输出,研究表明这种方法不仅能实现倍频光能量起伏抖动远远小于基频光能量的起伏抖动,而且能减小泵浦光近场调制度和时间波形调制,极大地改善输出倍频光光束质量,进而提高OPCPA系统输出信号光质量。     

HIRFL-CSR实验环电子冷却装置磁场测量

 在HIRFL-CSR实验环电子冷却装置上采用了独立的高精度螺线管串联产生纵向磁场的设计,获得很高的冷却段磁场平行度。使用霍尔片测量磁场的分布,使用磁针测磁方法测量冷却段磁场的磁轴偏角,并根据测量及计算结果对单个线圈磁轴进行微调。测量及调试结果表明,在施加电流为额定电流的一半时,冷却段磁感应强度为0.078 T,剩余磁场小于2×10^-4 T,磁场不平行度小于1×10^-4,达到了预期的设计目标。     

电力系统非线性振荡过程的图析

【摘　要】在本论文里,作者对一个由下列形式的三阶非线性微分方程A(d³δ)/(dt³)+(d²δ)/(dt²)-Acotδ(dδ)/(dt)(d²δ)/(dt²)+((P_iA)/M)cotδ+Csin²δ)(dδ)/(dt)+ +Bsinδ-(P_i)/M=0。所表征的电力机械振荡问题,进行了透彻的拓扑形象分析,并提出了一简易图解法来计算这振荡系统的性能。文中还举出一实例来说明这种分析方法。     

超短超强激光对比度的测量研究

 为了准确地确定飞秒激光对比度的信息，基于两束不同激光的互相关原理，利用非线性晶体对激光强度变化十分敏感的特性，研制了一台三阶相关仪，并用其对钛宝石激光放大系统输出的飞秒激光脉冲进行了测量，得到了有关该系统的强度对比度的信息。结果显示：该系统输出的激光对比度在10⁶左右，在脉冲的前沿和后沿有很强的ASE辐射，并且延续了很长的一段时间；种子脉冲的对比度在10⁵左右，而且在主脉冲前约2ps的位置上，有一个强度很低的小脉冲，在主脉冲的两翼各有一个非常小的台阶。