CSR-LINAC IH-RFQ的高频电磁设计

中国科学院近代物理研究所在CSR-LINAC项目中设计了一台108.48 MHz的IH型RFQ直线加速器。该RFQ可以将质荷比为3~7的离子从4 keV/u加速到300 keV/u。在完成束流动力学设计的基础上,主要针对RFQ腔体的高频电磁设计展开了研究,同时利用了电磁场仿真和束流动力学模拟来研究腔体的四极场不平整度和二极场及其动力学影响。未经调谐的情况下,腔体的谐振频率为108.15 MHz,腔体空载品质因子Q₀为5 910,腔体功耗为123 kW。通过在支撑板两端增加底切的设计,将腔体的四极场不平整度由-21%~ 12%优化至±2.5%,满足了束流动力学要求。腔体的二极场为-3%~ -2.2%,使得束流在垂直方向小幅振荡,RFQ的垂直方向接受度减小5%。为了保证功率馈入时反射较小,将耦合器设置在临界耦合状态,耦合面积为940 mm2。为了补偿腔体的频率偏差和漂移,设计了调谐量分别为707和132 kHz的固定调谐器和可动调谐器。The 108.48 MHz IH type RFQ for CSR-LINAC project is under design at Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences. This RFQ can accelerate heavy ions with mass to charge ratio of 3~7 from 4 keV/u to 300 keV/u. According to the beam dynamics requirement, the RF structure design has been finished. The quadrupole field unflatness and dipole field of the cavity were studied by electromagnetic simulation and beam dynamics simulation. The frequency of the cavity without tuning is 108.15 MHz, the Q₀ of the cavity is 5910, and the RF power loss is 123 kW. The quadrupole field unflatness of ±2.5%,which was -21%~12% before optimizing, is achieved to meet dynamics requirement through the undercuts in cavity supporters. The dipole field of -3%~ -2.2% causes the oscillation of the beam center and acceptance reduction of 5%. The power coupler must be in critical coupling state with the coupling area of 940 mm2 for minimum reflection coefficient. The tuners, consist of coarse and fine tuners with frequency shift of 707 and 132 kHz respectively, is used for tuning of frequency deviation of the cavity.     

钯纳米粒子的形貌可控合成与催化性能

借助于一种全新的表面活性剂N,N-dimethyloctadecylammonium bromide acetate sodium（OTAB-Na）,成功实现了对小尺寸钯纳米粒子微结构的控制。通过对合成条件的微扰,高度均匀且分散性良好的枝化结构和凹面体结构的钯纳米粒子被成功地制备。催化测试（利用氨硼烷作为氢化试剂来还原4-硝基苯酚为4-胺基苯酚）发现,钯纳米粒子的催化活性与其微观纳米结构相关,其中枝化结构的钯纳米粒子表现出了更为突出的催化性能。     

中国武汉上空钠层的首次激光雷达观测

介绍中国科学院武汉物理研究所最近研制成功的钠层共振荧光激光雷达,并利用此雷达在武汉地区对钠层进行观测与研究的初步结果。     

超导量子计算核心器件

算力是数字经济时代新的生产力。量子计算基于量子力学的规律进行计算,人们普遍相信它可以在不久的将来在某些问题上完成经典计算机所无法完成的计算任务,实现量子优越性。作为最有可能实现通用量子计算的平台之一,以约瑟夫森结为核心元件的超导量子比特,在量子控制和量子测量方面具有稳定、可靠、便于设计和扩展等独特的优势,受到科学界甚至产业界的广泛关注,正在高速发展。文章围绕约瑟夫森结这一具有非线性和无耗散特征的超导量子器件,阐述了超导量子比特的基本原理及结构特征,重点介绍超导量子芯片设计、加工方面的前沿进展,并对未来发展方向进行简单的展望。     

相移全息干涉计量的统计分析

本文从统计光学的角度对相移全息干涉计量原理进行了详细的分析,指明由于变形过程中面内位移引起的散斑消相关效应的存在,使相位测量产生随机误差,误差的大小由面内位移量的大小决定,且这种误差不随相移计量过程中采样次数的增加而减小。提出了几种提高相位测量精度的有效方法,给出了相应的实验结果。     

抽运方式对混合拉曼光纤放大器性能的影响

通过实验比较了前向抽运拉曼光纤放大器与掺铒光纤放大器组成的混合放大器、后向抽运拉曼光纤放大器与掺铒光纤放大器组成的混合放大器的性能。实验采用75km标准单模光纤作为增益介质。采用20信道(符合ITU-T建议的波分复用信号)，波长为1537．377～1560．605nm，作为混合放大器的测试信号。20信道总功率-2．86dBm，每一信道用2．5Gb／s、码长2^7-1的非归零码通过电吸收调制器(EA)进行外调制。实验结果表明，前向抽运方式混合放大器的性能优于后向抽运方式的混合放大器，其中噪声系数的改善值为2．28～6．55dB。采用前向抽运时，各信道的增益同后向抽运相比，增加值均大于5dB。但不论采取那种抽运方式，采用混合放大的形式，各信道的光信噪比均大于26．9dB。     

基于 Hopkinson 压杆的动态压剪复合加载实验研究

本文提出了一种可用于研究压剪复合加载下,材料动态力学性能的实验装置;该装置主要是基于 Hopkinson 压杆,通过添加一个带倾斜端面的垫块,实现压剪复合加载。本文分析了该实验装置的基本数据处理方法,并利用有限元分析验证了此分析方法的可行性;然后利用该装置对常规金属材料进行了相同冲击速度,不同倾斜角度（分别为 0、30、45 度）下的一系列实验。实验结果表明,该装置能实现压剪复合加载,并且能得到材料的动态屈服面,为研究材料在复杂应力状态下的动态力学性能提供了新的实验方法。     

原子核乳胶的粒子分辨方法

本文研究了分辨各种低能粒子的乳胶方法：用控制灵敏度的方法分辨裂变碎片和α粒子;用稳定狲和红外线人工衰退法分辨α粒子和γ射线;提出了“混合分辨法”,使乳胶对于低能α粒子、氘核、氚核、质子既有较高的分辨本领又有足够的灵敏度．     

听觉模型输出谱特征在声目标识别中的应用

利用模拟人耳声信号处理过程的CcGC滤波器组模型,研究了听觉特征应用于声目标识别相比传统特征的优势。结果表明:当信号的信噪比下降时,听觉特征逐渐表现出更好的性能,体现了听觉系统优异的抗噪声能力。随后,本文从CcGC滤波器组模型所反映的听觉系统四个主要特性入手,通过仿真实验研究了耳蜗抑制噪声的机理,结果表明听觉系统的临界带划分和非线性压缩在耳蜗抑制噪声中起着关键的作用。     

量子化学计算中基组效应对几何结构和性质影响的研究

本文选择28个有代表性的化合物,在20种基组下进行量子化学计算,用Gaussian98(A.11)和AIM2000(V2.0)对它们进行研究。在分子成键性质的分析和判断中,使用AIM和NBO方法得到的结果比采用Mu llik-en集居分析方法更合理。通过系统化学计算表明,高级别的方法和基组是获得可靠的分子几何结构和性质的必要保证。采用6-31 G*以上的基组可以得到可信的分子几何结构。高级别的振动频率计算是确定分子稳定存在的一项必不可少的工作。b31yp/cc-pVDZ是一种经济的、各种体系下计算结果可靠的计算水平。在分子成键性质的分析和判断中,AIM和NBO方法可以给出合理可靠的结果。采用Mu lliken集居分析方法,可能会给出不可靠的结果。