强流加速器基于空间限束的亚毫米焦斑产生技术研究

焦斑大小是评价加速器性能的关键指标之一,减小焦斑尺寸可以有效提高闪光照相中对客体成像的空间分辨能力。本文研究设计空间限束结构,减小加速器光源焦斑的有效尺寸降低成像几何模糊。采用蒙特卡罗方法对电子束打靶产生轫致辐射和光子穿过空间限束结构的成像过程进行模拟,分析采用不同空间限束结构时光源有效焦斑的分布及大小、光子角度分布和能谱分布等特征参数。理论计算结果表明,通过空间限束可以使强流加速器光源焦斑FWHM减小至亚毫米量级。

     

Corkscrew运动影响束流发射度的数值分析

根据Corkscrew运动的特征,建立了束心Corkscrew运动及其对束流发射度的影响的理论模型,并进行了数值计算,揭示了束心Corkscrew运动造成束流积分发射度增长的一般规律,分析了有关参数对积分发射度的影响。计算结果显示,束心Corkscrew运动是叠加在束心平均偏轴上的一种横向运动,同时也是一种色散效应。虽然束心Corkscrew运动与束心平均偏轴具有很多相同的激励因素,但二者具有截然不同的机理。束流的能散度和初始入射角是Corkscrew运动的两个基本因素,而传输磁场、线圈磁轴倾斜及线圈安装方式对Corkscrew运动的幅度和频率构成较大的影响,并引起束流发射度的增长。只要存在初始入射角、初始入射偏轴或线圈磁轴倾斜中的任何一种因素,就会出现束心偏轴。在数值分析的基础上,针对减小束心Corkscrew运动和束轴的偏心提出了相应的抑制措施。     

三分量光波导加速度传感器中双M-Z干涉仪结构设计

为了实现强电磁场环境下的三维地震高精度勘探,提出了一种新型的三分量光波导加速度传感器.对三分量光波导加速度传感器的双M-Z光波导干涉仪进行了研究和优化设计.用有效折射率法(EIM)分析了Ti:LiNbO3波导的单模传输并设计了单模波导.双M-Z光波导干涉仪的Y分支设计采用反正弦S型弯曲,并用有限差分光束传播法(FD-BPM)对干涉仪中光传输进行了理论分析和模拟计算,实验与理论分析吻合.对成功制作的双M-Z干涉芯片进行了测试.实验结果表明,干涉芯片性能良好.     

大功率双包层光纤激光器

归纳了新型双包层光纤激光器的各种结构、工作原理和泵浦方法,并从各个角度对这种激光器的特点进行了详细的分类介绍。分析表明选择适当的双包层光纤、腔体结构和泵浦方法对提高光纤激光器的性能具有重要作用。同时展望了这种新型激光器的应用前景。     

高速分幅相机在强流脉冲电子束调试中的应用研究

高能强流脉冲电子束的束参数测量是加速器研制及调试中必不可少的一部分,它对测量设备的要求极高,必须具有高的时间分辨能力、较高的抗干扰能力及较高的灵敏度等性能。为了满足这种要求,研制了一种新的高性能超高速的三分幅相机。该分幅相机采用一种成像质量较好的会聚光成像的全口径分光原理,再结合高速的图像增强器、科学CCD相机及大规模集成电路等技术,使其具有了快门时间和幅间时间独立控制的能力,灵活的控制方式很好地满足了调试中的各种测试要求,并且在有效像面面积达到Φ25mm的情况下可以获得约3 ns的最高快门速度以及好于35 lp/mm的像面空间分辨率,圆满地完成了强流脉冲电子束的调试工作。     

残余气体对直线感应加速器束流发射度的影响

把残余气体散射作为一种各向同性微扰力引入轴对称直流带电粒子束的均方根(RMS)包络方程，从中得到了气体散射作用导致束流发射度增长的表达式。结合“神龙一号”加速器束流传输系统的设计参数，计算了气体散射作用引起的束流发射度增长。结果表明：要想将残余气体分子散射的作用减小到可以忽略的程度，要求束流传输系统的真空度高于0．3mPa，而目前的真空设计指标(0．5mPa)只处于免强可以接受的水平。同时，简要说明了相关的抑制措施。     

一种光纤电流传感器的设计

针对交流电的特点和传统测试仪器的缺点,以法拉第效应为理论基础,设计了一种光纤电流传感器,介绍了该传感器的工作原理、结构和测试结果.实验结果表明,该电流传感器能准确测量30kA电流,为生活中的大电流测试提供了一种切实有效和更便利的方法.     

带光放大器的分布式光纤拉曼温度系统

 详细阐述了红外双波长带光放大器的分布式光纤拉曼温度系统原理,为了抑制放大器的自发辐射增长、温漂噪声积累、瑞利背向散射光窜扰反斯托克斯背向散射光,采用两条已知温度的曲线和最近测量温度曲线的解调方法,提高了系统的测温精度和稳定性并降低了系统的成本。实验结果与理论分析一致,系统的测温误差在±0.1 ℃内。     

分布式光纤喇曼温度传感器的循环解调法

为了抑制温漂噪声积累,瑞利背向散射光窜扰反斯托克斯背向散射光,考虑了最近测量瑞利背散射光曲线解调反斯托克斯背向散射光温度曲线方法,即循环解调方法;该方法提高了系统的测温精度、稳定性,降低了系统的成本.实验结果与理论分析一致,系统的测温精度达±0.05℃.     

用于直线感应加速器光源焦斑测量的双锥厚针孔结构设计

研究设计双锥厚针孔结构体,利用小孔成像测量高能强流直线感应加速器光源的焦斑。建立数值计算模型,根据实际光源特性和实验布局条件,模拟光子穿过厚针孔结构的辐射成像过程,分析光源尺寸、分布和偏轴等对焦斑测量的影响。理论计算结果显示对光源物面的空间分辨率可达5 lp/mm。