基于快速蒙特卡罗的散射介质光学参量干涉测量方法研究

提出了一种散射介质光学参量的干涉测量方法. 在蒙特卡罗数值模拟的基础上引入聚焦高斯光源模型和基于比例缩放的压缩算法, 实现了对光子后向散射分布和干涉特性的快速模拟. 利用计算数据训练了前向人工神经网络进行了介质光学参量的反向求解. 实验中以脂肪乳注射剂和生物染色剂印度墨水组成的悬混液为样本, 通过光学干涉系统测量得到了后向散射光依赖于深度的干涉光强分布, 并对其中散射和吸收系数进行了反向计算. 所得结果能够正确反映散射和吸收系数与散射和吸收物质浓度之间的线性关系, 验证了该方法的可行性.     

CLBO晶体生长与紫外倍频性能研究

CLBO晶体是一种性能优良的新型激光紫外倍频晶体材料,本文采用改进的顶部籽晶法生长出大尺寸、高光学质量的CLBO晶体.用尺寸为6mm×5mm×10mm的CLBO四倍频样品测量了晶体对Nd:YAG,1064nm四倍频的紫外倍频性能,266nm激光输出功率达到780mW.针对CLBO晶体的潮解开裂问题,在CLBO倍频器工作和存放时,采用恒温加热套管保护,有效地防止了晶体的潮解开裂.     

棒状BiPO_4微晶的合成及其对模拟燃油催化氧化脱硫活性

以五水合硝酸铋和系列磷酸盐为起始原料,采用简单水热法制备棒状BiPO4粉体。采用XRD、SEM、EDS和UV-Vis吸收光谱等手段对其组成、纯度、形貌和光吸收特性进行表征;以金卤灯为实验光源,次甲基蓝为模型污染物,考察系列BiPO4光催化剂的的光催化活性;在此基础上,以二苯并噻吩为模拟含硫污染物探讨了所得BiPO4对模拟FCC汽油的光催化氧化脱硫(Photo-Cat-ODS)活性。SEM测试表明,所得BiPO4粉体均为棒状结构,且起始磷酸盐对产物的尺寸有一定的影响。光催化活性研究结果表明,在模拟太阳光照射下,所合成的系列BiPO4粉体对阳离子染料次甲基蓝有非常高的光催化降解活性,而且催化剂的形貌和尺寸对催化剂光催化活性的影响显著,当以磷酸二氢铵为原料时,所得样品NH2-BiPO4的活性最高。模拟FCC汽油光催化脱硫实验结果表明,空气为氧化剂条件下,NH2-BiPO4微晶对模拟FCC汽油具有较高的脱硫活性,模拟太阳光连续照射2 h,模拟汽油脱硫率高达90.5%。     

双层微通道热沉关键参数的优化

相比于单层热沉,双层热沉显著改善芯片温度均匀性.本文建立了双层热沉的三维流固耦合模型,采用参数递进优化法,对硅基水冷双层热沉的几何结构(流道数N、下层流道高度H_(c1)、上层流道高度H_(c2)和肋条宽度W_r)及上下两层通道的流速比t进行了优化研究.结果表明,在泵功0.2 W和热流密度100 W·cm~(-2)时,最佳的双层热沉结构和通道流速比分别为:N_(opt)=70,H_(c1,opt)=200μm,H_(c2,opt)=650μm,W_(r,opt)=71.48μm和t_(opt)=1.85,相比于同样操作条件和几何参数的单层热沉,热阻降低了11.3%,热沉的最大温差从单层热沉的4.6 K降低到0.5 K,显著改善了热沉的温度均匀性.     

0.22 THz二维电磁带隙波导和阵列天线设计

基于二维电磁带隙（EBG）结构,设计了工作在0.22 THz的直波导传输线和90弯波导传输线。数值模拟结果显示：直波导和弯波导的S21参数在0.22 THz处均大于10-5 dB,20 GHz模拟频带内的S21参数分别大于-0.001 dB和-0.003 5 dB。EBG结构很好地阻止了电磁波在电磁带隙内部的传播。基于EBG结构波导,设计了3 dB功分器和H面扇形喇叭阵列天线。数值模拟结果显示：功分器的S21参数在0.22 THz处为-3 dB,阵列天线方向性为17.1 dBi,具有较小的旁瓣和后瓣,E面和H面方向图均具有良好对称性。     

0.14 THz行波管的设计与实验研究

以折叠波导作为为慢波结构进行研究分析,利用三维电磁仿真软件HFSS和CST,对0.14 THz行波管模型进行了折叠波导慢波结构、电子光学系统和输入输出窗等的模拟设计,并完成了整管的PIC注波互作用的仿真计算与优化。进行了整管的焊接工艺设计和热测实验,研制出的样管在电压15.4 kV、电流17.4 mA下,脉冲工作输出最大功率为8.3 W,输出中心频率为140.8 GHz,最大增益为28 dB,-3 dB带宽为2.9 GHz。     

220 GHz折叠波导返波管束流光学系统设计和实验研究

本文介绍了220 GHz折叠波导行波管电子束流光学系统的设计过程。总体来讲,该系统可分为收敛性皮尔斯电子枪、磁聚束段和单极降压收集极。对于一个工作在太赫兹频段的电真空器件而言,极其细长的束流孔道让电子注以较高的流通率穿过慢波结构变得十分困难。空间电荷效应,加工装配精度和热初速等原因都是限制流通率的重要原因。研发一个具有足够流通率的实用束流光学系统对于220 GHz折叠波导返波管的研制是迫切的且十分棘手的任务。通过理论方法和数值工具,系统的三个部分将先后被设计,以满足束波互作用分析提出的电子注要求。基于这样的设计和开展的误差分析,流通管样管成功封管并进行了初步测试。实验数据表明这样的束流光学系统可以产生15.4 kV,22 mA的电子注,并能以80%以上的流通率通过直径0.19 mm,长30 mm的束流管道。     

0.14 THz返波管器件

对有限引导磁场环形电子束的色散曲线作了理论推导,并利用该色散关系数值计算了正弦慢波结构的色散曲线。采用KARAT模拟程序对0.14 THz返波管进行了粒子模拟,并在RADAN303脉冲源上开展了初步的实验研究,实验获得频率大于0.14 THz、脉冲宽度1～2 ns和辐射功率大于100 kW的太赫兹波输出。     

超导腔垂直测试数字化自激励环路研制

介绍北京大学垂直测试系统的数字化自激励环路系统,重点分析了实际测试中避免多单元（cell）超导腔模式串扰的方法以及偏离四倍频采样对信号幅度和相位的影响。该系统运行稳定可靠,可有效区分1.3 GHz 9-cell超导腔$ {\rm{{\text{π}}}} $模与$ 8{\rm{{\text{π}}}}/9 $模,解决了多cell超导腔测试中模式串扰问题。分析了超导腔自激励环路在垂直测试中的应用,介绍了北京大学垂直测试系统的数字化自激励环路,采用上下变频方案的射频前端和包括有限脉冲响应滤波器的数字算法,系统简洁扩展性强。重点分析了实际测试中避免多cell超导腔模式串扰的方法以及偏离四倍频采样对信号幅度和相位的影响。在多种不同频率超导腔的垂直测试中该系统运行稳定可靠,可有效区分1.3 GHz 9-cell超导腔$ {\text{π}} $模与$ 8{\rm{{\text{π}}}}/9 $模,解决了多cell超导腔测试中模式串扰问题。     

NaYF4:Er3+,Yb3+纳米材料的量子剪裁动力学分析

采用共沉淀法合成NaYF4:Er3+,Yb3+纳米材料,测量其吸收光谱和荧光光谱.利用吸收光谱,计算Er3+离子的辐射跃迁几率.分析489 nm激发下NaYF4:Er3+,Yb3+的量子剪裁近红外荧光光谱,观察到中心波长位于980 nm (Yb3+:2F5/2→2 F7/2)的发射峰;拟合不同Yb3+掺杂浓度下Er3+的2H11/2能级的荧光衰减曲线,得到随着Yb3+浓度的增加,Er3+的寿命逐渐缩短,表明Er3+→Yb3+的能量传递效率和量子剪裁效率逐渐提高.通过Er3+-Yb3+量子剪裁速率方程,计算得最佳掺杂浓度样品NaYF4:2;Er3+,10;Yb3+纳米材料的量子剪裁效率为149.6;.