一种小型化高功率微波辐射场功率密度测试系统

为解决现有高功率微波辐射场功率密度测量系统测量环节多、系统复杂以及长电缆无法适应复杂电磁环境测量等问题,研制了一款小型化、一体化辐射场功率密度测量系统。系统采用天线-耦合器-转换器作为接收前端,后端采用同轴信号处理单元,在屏蔽箱内完成信号衰减、功率探测及电光转换,可实现系统远程测量与监控,可用于连续波、单次脉冲、连续脉冲辐射场功率密度测量。同时,系统采用模块化校准,可有效降低测量系统不确定度。该系统具备30 dB动态,最小可测脉宽50 ns,可测辐射场功率密度100 MW/m²,系统结构紧凑,简便易携,采用光纤传输,抗电磁辐射,可实现X波段GW级高功率微波辐射场功率密度快速测量。     

Investigation on the shockwave induced by surface arc plasma in quiescent air

The shockwave induced by surface direct-current （DC） arc discharge is investigated both experimentally and numer- ically. In the experiment, the shockwave generated by rapid gas heating is clearly observed from Schlieren images. The peak velocity of the shockwave is measured to be over 410 m/s; during its upright movement, it gradually falls to about 340 m/s; no remarkable difference is seen after changing the discharge voltage and the pulse frequency. In the modeling of the arc plasma, the arc domain is not simulated as a boundary condition with fixed temperature or pressure, but a source term with a time-varying input power density, which could better reflect the influence of the heating process. It is found that with a reference power density of 2.8× 1012 W/m2, the calculated peak velocity is higher than the measured one, but they quickly （in 30 Its） become agreed with each other. The peak velocity also rises while increasing the power density, the maximum velocity acquired in the simulation is over 468 m/s, which is expected to be effective for high speed flow control.     

超强激光超热电子激发的KαX射线发射研究

建立了无色散型X射线谱仪.利用SILEX-I激光装置的超强激光辐照固体物质,分别在靶前、后定量测量了Cu和Mo物质在不同激光功率密度时的X射线谱和Kα光子产额,推导了不同激光强度时的Kα X射线光子转换效率.实验发现,打靶激光能量越高,靶后出射的Kα产额越高,100μm Mo靶可获得10-5量级转换效率.     

ITER HCSB TBMһά����ѧ�Ż����

ITER实验包层模块(TBM)的中子学问题与系统的氚增殖、热工水力、安全等问题密切相关,因此TBM的中子学优化设计极为重要。在CHHCSBTBM设计描述报告的一维中子学计算模型的基础上,利用一维中子输运计算程序ONEDANT和配套的数据库,以功率密度和氚增殖比等参数为优化目标进行中子学优化设计,得到了更为合理的中子学设计方案。     

强脉冲离子束辐照薄金属靶的热力学过程研究

在回顾和总结现有强脉冲离子束诊断技术和能量沉积模型的基础上, 结合红外成像诊断分析, 基于能量平衡, 提出了强脉冲离子束在固体靶中功率密度分布模型, 并采用蒙特卡罗方法对其进行计算. 以该功率密度模型作为源项, 使用有限元分析方法模拟强脉冲离子束入射100 μm不锈钢靶后内部温度场在毫秒时间范围内的分布和演化. 结果显示, 在微秒时间范围内, 热场以存在于近表面区域数倍于离子射程范围内的冲击热场为主要特征; 而在毫秒时间范围内, 靶的前后表面(纵向)已达到温度平衡, 且靶后表面温度场和入射前表面的离子束横截面能量密度具有空间分布的相似性. 这证明了, 在采用具有毫秒响应速度的红外拍摄系统的情况下, 背面红外诊断技术可以实现以较高的精度对强脉冲离子束横截面的能量分布进行诊断和分析.     

Large-aperture end-pumped Nd：YAG thin-disk laser directly cooled by liquid

A large-aperture Nd:YAG thin-disk laser directly cooled by liquid is end-pumped by two spatial selforganized laser diode arrays. The pump coupling efficiency reaches as high as 93%. Without any complex pump coupling components, the structure becomes simplified and compact. By optimizing the incident angle of the pump beam, a pump power density of 578 W/cm2 is achieved with a pump uniformity of 5.52%. Up to 1 346-W peak output power with a slope efficiency of 54.9% is obtained when pumping with a long pulse. The near-field pattern of the laser output is uniform.     

光学成像法和穿孔法测量飞秒激光焦斑特征

超短超强激光焦斑参数的精确测量是深入开展精密物理实验的前提。在SILEX-Ⅰ激光装置上,采用光学成像法和穿孔法测量了μJ级能量下的激光焦斑特性,采用光学成像方法得到了激光主瓣大小及能量集中度信息,通过穿孔法得到了激光能量透过率与不同大小孔径的关系曲线,并对两种方法得到的测量结果进行了比对研究。研究结果表明,光学焦斑测量法和穿孔法都可以比较准确地反映激光焦斑的能量分布情况,得到的能量分布偏差小于10%。     

脉冲激光烧蚀过程中靶材表面熔融前温度分布与激光功率密度分布的研究

用较为符合实际的高斯分布表示了脉冲激光输出功率密度分布，讨论了脉冲激光功率密度分布函数形状变化对烧蚀过程中靶材表面熔融前温度分布的影响。建立了考虑热源项的热传导方程，并给出了相应的边界条件。以Si为例，用有限差分方法模拟了温度随时间、位置的变化规律，模拟过程中强调了对边界条件的处理，使整体截断误差保持最小。通过改变脉冲激光功率密度分布函数的形状，分析了温度分布的变化。结果表明，相比恒定脉冲功率密度输出，功率密度高斯分布的激光束与靶材作用时高温阶段的温度变化率变大，靶材表面熔融时刻热扩散距离增加；当激光器上升沿变陡时，在有效作用时间内温度上升得更快，对加工区域周围热效应的影响明显减弱，而热扩散距离变小。     

用透镜对Z-pinch软X射线源进行聚光研究

Z-pinch放电产生的高温高密度等离子体可以作为一种小型的、高通量软X射线源，使用软X射线聚束透镜与等离子体辐射源组合可以传输并聚焦软X射线，同时，透镜能吸收电子、带电离子、中性粒子等的污染物，在其后焦点处获得洁净的高功率密度软X射线。该方法为拓展Z-pinch运用领域有潜在前景。     

飞秒激光等离子体超热电子能谱

实验在100TW超短超强掺钛蓝宝石飞秒激光装置上进行，研究铜平面靶的靶前超热电子和靶后超热电子能谱，期望获得超热电子有效温度和激光靶面功率密度的定标关系。用电子磁谱仪获得了：靶前法线方向、靶后激光传播方向和靶前激光反射方向超热电子能谱。