F波段折叠波导行波管研制

毫米波行波管具有效率高、功率大、频带宽的特点,在国防和国民经济领域发挥着越来越重要的作用,因此对新型毫米波行波管的研究具有重要的现实意义。为填补F波段行波管研制空白,本文开展该频段行波管的研制工作,利用CST和MTSS软件完成对F波段折叠波导行波管慢波系统和输能系统的优化设计,并根据设计结果研制样管一支。样管测试结果显示工作电压20.3 kV、电流50 mA,103～110 GHz频带范围内输出功率大于20 W,增益大于25 dB,该测试结果与模拟仿真结果吻合较好。     

室温工作的全固态Tm：YAP激光器

研究了室温工作的Tm：YAP 2μm激光器,采用795 nm激光二极管泵浦Tm：YAP激光晶体,晶体采用热电制冷及风冷的致冷方式,实现1.99μm激光输出,最大输出功率为13.5 W,光转换效率28.2%,斜效率高达36%.并对影响激光输出的腔型、晶体工作温度等进行实验分析.     

HX（X=F，C1，Br）酸性强度的理论计算

中用Gibbs自由能ΔGacid定义了HX(g)的酸性强度。研究表明，用MP2、QCISD和B3LYP三种量化方法计算所得的HX酸性强度与献值对比，其最大的相对误差仅为2．45％。其中，B3LYP方法的计算结果与献值最为接近，其误差在0．37—1．09％范围内。HF气态分子有明显的氢键作用，其二聚体分子酸性强度ΔGacid与单体分子的△Gacid值相比降低了约-5～-11％，此时氟化氢气体的酸性强度已不能单从HF单体分子的△Gacid值来衡量，而应考虑HF分子的氢键作用。     

LiH晶体在空气中腐蚀的理论研究

用CASTEP软件包中的GGA/RPBE基组,采用平面波超软赝势方法,计算了空气中主要成分H2O、O2、CO2、HCl、N2在LiH表面的最佳吸附方式,优化结构后的离解能、布居数和态密度.由吸附前后的态密度(DOS)图和电子转移数可知,H2O、O2发生的是化学吸附,CO2、HCl、N2发生的是物理吸附.     

基于自由曲面的海星形海底小型激光雷达研究

采用微 进多空间多焦点自由曲面镜头与成像面的设计方法,设计了卡塞格林 望远镜的镜头与成像结构;建立了激光雷达镜头与成像面的微分方程, 解出自由曲面光焦度变化曲线图;采用反求工程中的自由曲面重构技 术,通过离散曲面的离散数值解法,获得了自由曲面的镜头与成像面 三维数值,进行了自由曲面光学(FFO,free from optics)镜头与成像面离散重建;研制了 海 星形海底小型激光雷达系统。实验结果表明,系统整机实现了全景探测,解决了 海底水域的设施与异物的探测与监测的难题。     

W波段宽带螺旋线行波管设计

提出了W波段螺旋线宽带行波管(TWT)设计方案,论述了高频系统、电子光学系统以及输能系统的计算与模拟。结果表明在80 GHz~100 GHz的范围内,能够得到大于15 W的输出功率,为开展W波段低电压螺旋线行波管的研制工作提供了依据。     

折叠波导行波管PIC 模拟中的相位分析方法研究

由于非线性计算特别是场相位方面缺乏专门的分析工具及方法,一直难以对折叠波导行波管的电子效率及副特性进行准确分析。通过CST PARTICLE STUDIO的PIC仿真模块,利用行波管注波互作用中的轴向基波电流与轴向基波电场的相位差表征注波相位关系,提出了一种相位分析方法。通过比较V波段折叠波导行波管单跳变周期结构与均匀周期结构的注波互作用模拟结果,揭示了注波互作用中相位聚焦的物理机理,优化后电子效率提高了5.13%,验证了PIC模拟中相位分析方法的合理性。     

基于Monte Carlo仿真的小概率事件评估算法稳定性研究

应用极值理论对小概率事件进行评估的过程中,运用仿真的方法突破了客观条件对评估样本数量的限制,样本选取数量与评估概率的关系以及极值风险评估算法稳定性是亟待讨论的理论难点问题.以飞行风险为研究对象,分析了对评估稳定性造成主要影响的随机性因素,建立了用于稳定性分析的综合考虑“物理特性”和“随机特性”的典型人-机系统仿真模型.根据仿真评估结果,归纳了评估概率随样本数量的变化规律和Monte Carlo仿真对评估稳定性的影响,提出了合理选取样本数量和评估次数的方法.研究内容可为提高小概率事件评估的稳定性、减小评估误差提供参考和借鉴.     

Poly－3BCMU薄膜光漂白的实验研究

报道了Ｐｏｌｙ－３ＢＣＭＵ薄膜光漂白过程的实验研究结果。测量了薄膜光漂白前后的可见及紫外光谱的变化，表明在光漂白过程中聚合物的长链被逐渐打断。实验表明，被漂白的聚合物薄膜可以被某些有机溶剂溶解，导致所谓的显影过程。实验研究了氧对光漂白过程的影响，并发现在Ｐｏｌｙ－３ＢＣＭＵ薄膜表面涂复光刻胶薄层可阻止氧分子向薄膜内的扩散，从而大大减缓光漂白过程。本文同时对光漂白在制备光波导元件中的应用进行了研究。     

Li与OH自由基反应机理的理论研究

用密度泛函理论(Density Functional Theory)的B3LYP／6—311 G(d)方法，计算了Li原子与OH自由基反应势能面上各驻点物种的参数，并在MP2／6—311 G(d)水平上计算了反应通道上各驻点的能量，同时进行了零点能校正。计算结果表明：Li原子与OH自由基的反应有两个可能的反应通道，即①Li(^2S1／2) OH(X^2∏)→LiO(^2∑) H(^2Sg)；②Li(^2S1／2) OH(^2∏)→LiOH(X^1∑)，其中反应通道Li(^2S1／2) OH(^2∏)→LiOH(X^1∑)由于具有较小的活化能而很容易发生，是主要反应通道。该结论为研究金属锂在潮湿空气中的腐蚀行为提供了理论依据。