C波段磁绝缘线振荡器的理论设计与实验

通过理论分析与计算,设计加工了一个C波段磁绝缘线振荡器（MILO）,并进行了实验研究。在二极管电压为437～464 kV、二极管电流为36～39 kA的条件下,从实验上获得了功率为1.60～1.68 GW、频率为3.60～3.66 GHz、脉宽为33～38 ns的TEM模高功率微波辐射,功率转换效率大于9%。     

Bernstein算子线性组合同时逼近的点态估计

借助于光滑模ωψ^rλ（f,t）（0≤λ≤1）给出了Bernstein算子线性组合同时逼近的点态结果。     

热解吸-电喷雾离子源-三重四极杆质谱法快速筛查火锅底料和肉汤中非法添加罂粟壳

通过简单的金属探针直接接触火锅底料和肉汤表面采集待测物,经热解吸离子源进一步热解吸和电喷雾离子化,最终进入三重四极杆质谱检测器在多反应监测模式下进行定性分析,实现了火锅底料和肉汤中罂粟壳的现场实时快速检测。结果表明,设置热解吸温度为260℃,以0.1%甲酸水溶液(含10 mmol/L甲酸铵)-乙腈(1∶1, v/v)作为注射溶剂、注射泵流速为200μL/h时,仪器响应值最优,灵敏度最高;5种生物碱中罂粟碱、那可丁、蒂巴因在火锅底料和肉汤中的检出限均为2μg/kg,可待因、吗啡在火锅底料中的检出限为10μg/kg,在肉汤中的检出限为5μg/kg。该法与罂粟壳胶体金卡片快检试剂盒相比,灵敏度具有明显优势。应用该法对50批次市售火锅底料、肉汤等样品进行检测,发现1批次鸡汤含有那可丁、罂粟碱、蒂巴因和吗啡4种生物碱,与高效液相色谱-三重四极杆质谱法的检测结果一致。由此说明该方法具有无需样品制备和色谱分离的特点,是一种快速、绿色、环保的分析方法,能够满足对食品中罂粟壳的快速定性分析。     

双脉冲高功率脉冲调制器的设计

采用螺旋线和折叠线技术相结合的方法,设计了一种基于水介质高功率脉冲调制器。该调制器采用了两个开关,通过控制两个开关的导通时刻,可以在两个负载上得到脉冲长度相等的两个脉冲。对该种折叠型传输线的波过程进行了详细分析,给出了过渡段部分阻抗等参数对负载电压的影响;用Pspice电路软件对脉冲形成线的充电电压和二极管电压、电流进行了模拟;最后利用高压同轴电缆,对该种类型调制器进行了低压情况下的验证实验,实验结果与理论分析、模拟研究一致。此种类型的调制器具有结构紧凑、可同时输出两个脉冲的优点。     

同轴波导内金属支撑杆的散射特性研究

对同轴波导内传输TEM模时金属支撑杆的散射特性进行了研究。通过将同轴波导等效为窄边是磁壁的矩形波导,建立了金属支撑杆的散射场计算模型,用积分方程法得到了散射场的计算公式,其计算结果与有限元方法仿真结果吻合良好。分析计算和实验表明：当同轴波导传输TEM模时,n根角向均匀分布的支撑杆在同轴波导内激励起一系列TE(mn)1模式;当n大于同轴波导截面平均周长与波长之比时,金属杆所激励的高阶模截止,输出和反射模式仅为TEM模,其反射系数随支撑杆根数或支撑杆半径的增加而增大,随频率的升高而减小。     

光脉冲传输模拟的快速数值差分递推算法及其应用研究

利用零邻域的马克劳林展开对归一化非线性薛定谔方程的频域差分形式进行分析，得出一个能够同时考虑光学媒质的色散作用以及非线性克尔作用的时域快速数值差分递推公式.选取若干算例，将运用该公式的数值计算结果与已知的解析结果和传统分步傅里叶方法所得的计算结果做了相应的比较，结果表明这种快速数值差分递推公式不但拥有相当快的计算速度，也有很高的计算精度，而且在物理上符合光脉冲在光学媒质中传输时色散和非线性作用同时施加影响的客观实际，这说明它是研究非线性光学媒质中光脉冲传输的一种科学、合理而快速有效的数值计算方法. 关键词： 快速数值差分递推公式 零邻域马克劳林展开 非线性薛定谔方程 光脉冲传输     

光脉冲传输的Volterra级数模型收敛性质的研究

利用级数收敛理论, 推导出了基于Volterra级数理论的非线性薛定谔方程(NLSE)半解析解的收敛性质的表达式, 得到了保证级数收敛所允许的光脉冲最大输入功率、传输距离和所用Volterra级数模型的阶数以及与光纤参数之间的关系。利用数值计算得到了在给定光纤参数的情况下, 使用不同阶数的Volterra级数时为保证级数收敛所允许的光脉冲最大输入功率和传输距离的关系曲线, 结果表明, 使用不同阶数的Volterra级数来描述光脉冲传输时, 与阶数相对应的为保证级数收敛所允许的光脉冲最大输入功率也不同, 同时脉冲的宽度和光纤的色散都对为保证级数收敛所允许的光脉冲最大输入功率有影响。     

分子动力学模拟研究外电场对咪唑类离子液体振动谱的影响

本文利用分子动力学模拟研究了外电场对咪唑类离子液体1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(EMIMPF₆)从0到4000 cm⁻¹范围内振动谱的影响。研究结果表明,在没有外电场时利用分子动力学模拟计算得到的从400到4000 cm⁻¹的振动带可以重现实验测得的谱。当外电场从0到9 V·nm⁻¹变化时,在50.0和199.8 cm⁻¹处的振动带强度持续增强然后趋于饱和,而从400到4000 cm⁻¹的振动带强度明显减弱并最终消失。此外,在外电场从0变到2 V·nm⁻¹时,50.0 cm⁻¹的振动带红移了16.7 cm⁻¹,然后当外电场变化到3 V·nm⁻¹及更大时,该振动带红移增大到33.3 cm⁻¹。在外电场从0变到3 V·nm⁻¹时,3396.6 cm⁻¹的振动带红移大约16.7 cm⁻¹,然后当外电场增大到4 V·nm⁻¹甚至更大时,该振动带红移33.3 cm⁻¹,但是从0到4000 cm⁻¹的其他振动带的位置几乎没有变化。基于对模拟结果和先前报道文献的进一步分析,对于50.0 cm⁻¹的振动带,增加的外电场增强了阳离子和阴离子之间的极性使阳离子和阴离子间的偶极矩增大,因此该振动带的强度不断增大然后达到饱和。对于199.8 cm⁻¹的振动带增加的外电场增强了乙基链的扭转,使该振动带的强度增大并达到饱和。对于从400到4000 cm⁻¹的其他振动带,增加的外电场使EMIMPF₆中的阳离子和阴离子的取向更一致,并且可以推测这种更一致的取向可能会削弱振动带的强度甚至使它们消失。50.0 cm⁻¹处振动带的红移可能是由于外电场破坏了EMIMPF₆内部的静电场分布进而减弱了阳离子和阴离子间的相互作用。3396.6 cm⁻¹处振动带的红移可归功于外电场减弱了氮原子与阳离子咪唑环上酸性氢原子间形成的氢键的拉伸振动。对于其他的振动带,由于官能团固有的拉伸、弯曲、转动振动不受外电场的影响,外电场没有改变振动带的位置。     

非线性光纤信道容量预测

为了计算非线性光纤传输对其信道容量的作用，从信号功率传输特性出发，提出了一种计算非线性光纤信道容量的数值解法，分别得到了非线性信道容量与输入脉冲峰值功率、自发辐射噪音系数、光纤非线性参量及群速色散之间的关系曲线并得出结论：单纯的提高脉冲输入功率并不能提高非线性信道容量，尤其对大功率系统．     

P波段混合型MILO的粒子模拟

结合负载限制型磁绝缘线振荡器(MILO)和渐变型MILO的特点提出并设计了P波段混合型MILO的结构,主要以负载限制型MILO结构作为雏形,将其内部仅含有的1根提取叶片用3根长度渐变的慢波叶片组成的渐变段替换。该结构可更好地实现束波相互作用,并使提取间隙电场与MILO输出同轴结构处的电场达到更好的匹配,增加微波输出功率。器件纵向总长度为47 cm,外筒直径为44 cm。优化后的2.5维全电磁粒子模拟结果表明：在二极管工作电压550 keV、电流约57 kA的情况下,输出微波的中心频率为640 MHz,平均功率为4.27 GW,束波转换效率为13.6％,器件4 ns时起振,6 ns达到饱和,且微波输出功率十分稳定,最终输出微波模式为TEM模。