辐射成像系统模拟软件NUCRPD的研发与应用

在辐射成像系统的设计研发中,经常需要计算系统的各项物理性能指标。为了提升产品研发的效率,同方威视联合清华大学,基于蒙特卡罗程序包Geant4,研发了国内首套具有自主知识产权的辐射成像系统模拟软件NucRPD(NUCTECH Radiography Performance Design Tools),其能够快速、精确地模拟系统的各项性能指标。该软件对常用的一些辐射成像系统进行了参数化建模,用户通过修改软件界面上的少量参数,就可以快速建立各类辐射成像系统的几何体、源项、物理模型和统计量,然后在服务器上以并行计算方式完成模拟计算,能在较短的时间内模拟出系统的性能指标,并给出直观的图形帮助用户深入理解模拟结果。NucRPD的模拟结果经过了大量的实验验证,其剂量场分布和物理指标等模拟结果和实验结果符合得很好。NucRPD已经应用于同方威视辐射成像系统产品的设计研发,在产品的物理指标优化和辐射防护优化中发挥了重要作用。     

超高速碰撞2A12铝板产生闪光辐射的空间演化规律

为了描述超高速碰撞2A12铝板产生闪光辐射的空间演化规律,利用瞬态光纤高温计测量系统并结合二级轻气炮加载系统,开展了弹丸以30°的入射角度和不同碰撞速度条件下的超高速撞击实验。基于闪光辐射强度和辐射温度的实验数据处理得到了超高速碰撞2A12铝板在撞击点附近产生的最大闪光辐射强度和最大闪光辐射温度,基于大量实验,建立了撞击点附近最大闪光辐射的空间演化模型。并结合Origin软件对实验所得数据的拟合,得到了最大闪光辐射强度和辐射温度随探测点到着靶点间距离变化的拟合函数关系式。实验结果还表明:在相近碰撞速度、相同碰撞角度条件下,在同一椭球面上不同探测点位置处的最大闪光辐射强度和最大闪光温度差别不大,验证了撞击产生的闪光辐射以近似椭球的形状向外膨胀,随着等离子体云的向外膨胀,离碰撞点越远产生的最大闪光辐射强度和最大闪光辐射温度均越小;在相同碰撞角度、不同碰撞速度条件下,在同一椭球面上不同探测点位置处的最大闪光辐射强度和最大闪光温度均随碰撞速度的增加而增大。该研究在导弹拦截、天体物理及深空探测领域具有重要的应用价值。     

机场企业应用集成项目建设的风险与对策

由于机场企业应用集成项目参与主体较多、各方关系复杂、技术复杂,从而使得应用集成项目具有更多更复杂的风险。识别出这些风险并采取有效措施降低这些风险发生的概率,成为机场企业应用集成项目的重要课题。本文从项目生命周期的角度,对集成项目的风险进行了分析,并针对主要风险提出了相应的对策。     

基于反射式体布拉格光栅的窄脉宽单纵模激光器

采用反射式体布拉格光栅(RBG)作为输出镜,准连续半导体端面泵浦方式,增益介质为Nd:YVO4晶体,电光(E-O)调Q,获得窄脉宽单纵模激光输出。在谐振腔物理长为20mm、光学腔长为38mm和重复频率在5～150Hz范围内,获得了最短脉宽为1.92ns、单脉冲能量为0.38mJ的稳定的单纵模激光输出。     

大尺度衰落LTE协作通信的波束成型优化设计

大尺度衰落环境不仅具有较长的信道延时特征,而且具有明显大于LTE调制带宽的系统交换延迟。当基于相邻小区基站进行虚拟天线联合处理,并对多个接收簇进行组播协作通信时,必须考虑两类延时带来的延时误差。此时,每个接收簇由多个单天线接收节点构成,簇内节点接收相同的信息流,不同簇间信息流不同。文中研究了发射天线之间存在交换同步延迟的情况下的信道估计性能,评估了系统整体性能,并在此基础上提出了一种波束成型的优化设计方案。仿真及部分算法分析表明,新算法可通过对每个接收节点的信号与干扰加噪声比(SINR)进行优化来提升整体系统性能,可在实际大尺度LTE工作环境下获得更好的系统性能。     

三种半导体阵列光谱组束结构的输出特性

基于光谱光束组合技术,利用光栅的衍射和外腔的反馈,并通过加入光束整形系统,将标准的半导体激光阵列的发光单元锁定在窄线宽的不同波长上,以近似平行光束沿组合方向输出,以实现半导体激光阵列输出光束质量的改善和线宽的压窄。实验中采用发光单元宽度100μm,周期500μm,由19个单元构成的标准阵列,分别对快、慢轴准直后光谱组束、光束整形后光谱组束和线宽压窄外腔组束进行了实验验证,实现了组合光束与单个发光单元近似的光束质量,同时得到了较窄的线宽输出,并对实验结果进行了分析。     

超高速碰撞天然白云石板产生闪光的实验研究

推导了碰撞产生闪光的射流起爆模型,并利用建立的光纤瞬态高温计测量系统和二级轻气炮加载系统,进行了碰撞速度相近、弹丸入射角度分别为45°和60°(与靶板平面的夹角)时球状铝丸超高速碰撞天然白云石板产生闪光现象的实验测试。实验结果表明:当弹丸为LY12铝、靶板为20mm厚的天然白云石板,碰撞速度分别为1.86km/s和1.96km/s时,弹丸入射角度为45°时的闪光强度峰值大于弹丸入射角度为60°时的闪光强度峰值。     

一种双极板结构数字微流控芯片研制

基于介电润湿研制了一种将零电极布局为介电层表面的双极板结构数字微流控芯片.为了降低驱动电压并提高介电层的抗击穿能力,将介电层设计为Si3N4-SiO2层状复合结构.30 V直流电压作用下,成功实现了对0.5 μL去离子水微液滴的连续输运操控;且在100 V以内电压作用时,均未出现介电层击穿.实验结果表明所研制数字微流控芯片可行.     

窄脉宽高重频激光放大器实验研究

报道了采用一种紧凑型、低成本和角度复用的板条 多通放大器,并对窄脉宽高重复频率种子激光进行多通放大的实验研究。通过使用角度复用 多通结构,可以有效 使用增益介质,光在介质内不走重复路径,相对于走重复路径的偏振复用结构,可减少进入 主振荡器的反 馈,抑制寄生振荡。实验过程中,分别采用直通和内全反射两种入射方式对种子光进行放大 。注入脉宽 为2.5ns、重复频率20kHz、平均功率为0.5W的Nd:YAG/Cr⁴⁺:YAG被动调Q种子 光,采用内全反射方式进 行三通放大时,得到了3.2W的最大平均功率输出,表明内全反射方 式比直通型方式能更有效地实现光放大、减小热畸变、改善光束质量和提高输出功率。     

室温Er:YAG级联脉冲激光器的实验探究

报道了室温下级联中红外Er:YAG脉冲激光器。通过实验观测到级联发射的特征波长为1469 nm,确定了激发态吸收的特征波长为1676 nm。采用掺杂浓度(原子数分数)分别为7.5%和10%的两种Er:YAG晶体,通过实验对比了级联与非级联条件下的中红外输出能量。掺杂浓度为7.5%的Er:YAG中红外激光的最大单脉冲能量由非级联时的0.62 m J提高至级联时的0.99 m J,提高了约59.7%;掺杂浓度为10%的Er:YAG中红外激光的最大单脉冲能量由非级联时的1.04 m J提高至级联时的1.51 m J,提高了约45.2%。实验结果表明,常温低掺杂Er:YAG晶体可实现级联输出,并且级联有助于中红外激光单脉冲能量的提高。