回旋振荡管收集极横向磁扫描系统的设计与仿真

从降低收集极表面峰值功率和平均功率入手,设计了一种由12个横向椭圆交流线圈和2个轴向直流线圈组成的磁场扫描系统。针对140 GHz、TE_28,8模、1 MW功率输出回旋振荡管收集极的设计参数,结合电磁场理论和带电粒子电磁软件仿真,获得收集极表面上电子注的峰值和平均功率密度分别不超过404.91 W/cm²和244.01 W/cm²,以及扫描长度达到443.33 mm的扫描效果,有效地缓解了收集极功率耗散和冷却的压力。     

TE1n /TM1n激励圆锥喇叭辐射功率测量方法

研究了TE1n /TM1n模式激励的圆形口径喇叭天线的辐射场特征,导出了根据辐射场计算天线辐射总功率的方法:通过测定天线E面和H面的辐射场功率密度分布,分别进行球冠积分,其平均值即为天线的辐射总功率;并进行了数值仿真验证。分析了测量角度范围和测量点数目对测量功率的影响,提出了通过数据拟合来降低测量误差的一种方法;给出了测量角度范围和测量点数的选取原则,功率测量可在15 dB或18 dB波束宽度范围内进行,测量点数一般选15个左右。     

功率密度对中频磁控溅射制备 AZO薄膜性能的影向

利用中频磁控溅射法在普通玻璃衬底上沉积掺铝氧化锌(ZnO ∶ Al,简称AZO)薄膜,通过调整溅射功率密度参数得到沉积速率与功率密度之间的关系,制备了不同厚度的AZO薄膜.利用台阶仪、XRD、XPS、紫外可见分光光度计和Hall测试系统等方法研究了功率密度与厚度对AZO薄膜结构、组分、光学和电学性能的影响.实验结果表明...     

会聚X射线圆柱形直导管特性研究

计算了圆柱形直导管会聚区域的功率密度增益K和等效距离L_eq随导管长度和导管内径的变化值. 实验上测量了能量为8.04keV的X射线经过半径为0.54mm的直导管的K和L_eq以及会聚位置的光强分布, 并和计算结果进行了对比. 结果表明: 圆柱形直导管在小尺寸样品X射线衍射领域具有良好的应用前景.     

核聚变装置辐射功率密度时空分布测量

本文对HL-1M托卡马克装置注入氢分子束，然后注入氢弹丸，最后注入电子回旋波加热等离子体的辐射功率密度时空分布特性做了分析。主要实验结果有氢分子束和氢弹丸等离子体辐射功率密度时空分布是不对称的，分子束和氢弹丸注入将增加等离子体中心区域辐射功率密度，电子回旋波的注入等离子体辐射功率密度时空分子基本对称。     

超强激光功率密度对等离子体中自生磁场和电子热传导的影响

应用多光子非线性康普顿散射模型、3维粒子模拟模型和数值计算方法,研究了超强激光与等离子体作用中自生磁场产生和电子热传导过程,提出了将非线性康普顿散射光作为改变等离子体自生磁场和电子热传导的新机制,给出了自生磁场最大饱和值和超热电子热传导的修正方程和数值计算结果。研究发现在时间为100~160范围内,自生磁场能量随入射激光功率密度增大而迅速增大,之后处于较高饱和阶段。增大的初始时刻较散射前提前了20,增大阶段的时间延长了30,饱和阶段增幅为40。入射激光功率密度为1019~1020W/cm2时,自生磁场强度最大模拟值为1.47104~3.75104T,单电子能谱峰值出现在3.3MeV和6.6MeV附近,能谱曲线在4~15 MeV和11~14.3MeV范围迅速衰减,在6.7MeV和13.2MeV以上时,超热电子有效温度为2.6MeV和4.5MeV,比无散射的理论值和拟合值均有一定增大。随入射激光强度增大,热流随激光脉冲一起向等离子体内流动的时间缩短,自生磁场限制热流的时间延长。并对所得结果给出了初步物理解释。     

高功率密度多结级联905 nm垂直腔面发射激光器

本文针对激光雷达等三维传感应用,设计并制备了905 nm波长的高功率密度5结级联垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser, VCSEL).制备的5结级联VCSEL单管(氧化孔径8μm)的功率转换效率高达55.2%;其最大斜率效率为5.4 W/A,约为相同孔径单结VCSEL的5倍.窄脉冲条件下(脉冲宽度为5.4 ns,占空比0.019%), 5结级联19单元VCSEL阵列(单元孔径20μm)的峰值输出功率达到58.3 W,对应的峰值功率密度高达1.62 kW/mm².对不同孔径器件(8—20μm)的光电特性进行了测试和分析.结果显示,这些器件的最大斜率效率均大于5.4 W/A,最大功率转换效率均大于54%.这些高性能VCSEL器件可作为激光雷达等三维传感应用的理想光源.     

2μm人眼安全波段太阳光抽运激光器的理论研究

太阳光直接抽运激光器在空间光通信、遥感等领域有着重要的潜在应用,但是一直以来人们对太阳光抽运激光器的研究局限于以掺Nd3+粒子为增益介质的1μm波段.通过对现有固体激光工作物质的吸收谱进行分析,发现掺Tm3+离子在太阳辐射较强的可见光波段具有强的吸收峰,使2μm人眼安全波段实现太阳光直接抽运激光输出成为可能.本文对Tm:YAG和Tm:YAP两种常见晶体的吸收谱与太阳光谱匹配度进行了分析计算,得出两种材料用于太阳光抽运激光器的阈值抽运功率密度分别为1.14和1.434 kW/cm3.选择与抽运阈值功率密度低的Tm:YAG晶体作为增益介质,使用TracePro软件建立太阳光抽运激光器的二级抽运模型,并对模型进行优化,得到了锥形腔窗口与菲涅耳透镜的最佳距离、晶体棒的最佳长度以及锥形腔最佳锥度.本文的工作为实现太阳光直接抽运2μm激光输出做了理论上的准备.     

自由基聚合物——一类新颖的高性能二次电池材料

自由基聚合物是一种新近发展迅速的电荷储存与传输材料,在电化学超级电容器、光电转换器件、二次电池等方面具有诱人的应用前景.本文着重介绍这类新颖电极材料的结构特征、电化学反应机制,以及国内外的研究发展现状;分析了采用自由基聚合物构建新型二次电池的技术途径和发展趋势.