重复频率脉冲功率技术及其应用:（2）电路学方法与电磁学原理

以电磁学的基础概念为出发点,系统性地阐述了脉冲功率产生过程的基本原理。采用统一的理论模型,描述了电磁能量的储存、传输和释放过程的物理规律。从特征阻抗的角度论述了储能器件、传输器件及开关等脉冲功率系统核心元素之间的区别与联系。在此基础上,解说了几种典型脉冲功率发生器的电路方法及其工作原理,它们包括脉冲形成线法、脉冲压缩法和场通量压缩法。     

Theoretical Study on the Propagation of Acoustic Phonon Modes in Single-Wall Carbon Nanotubes by Different Potential Models

Propagation of a heat pulse in （10,0） zig-zag carbon nanotubes, modeled by the Brenner-H and Tersoff bondorder potentials, respectively, is investigated using a molecular dynamics simulation. The longitudinal acoustic mode, twisting phonon mode, and second sound waves are observed in the simulation. The time variations of speed and intensity of the above three phonon modes are in good agreement with the previous works based on the Brenner-I potential. Higher speed and weaker peak intensity are observed in the simulation of the Tersoff potential. The inherent over-binding of radicals and the non-local effects in Tersoff＇s covalent-bonding formula may play an important role in the heat pulse propagating simulation.     

基于多项式模型的混沌系统平方和算法脉冲控制

针对一大类混沌系统,提出一种新颖的基于多项式模型的脉冲控制方法.首先,建立系统的多项式模型.其状态方程由系统状态的多项式矩阵与其单项式组成列向量构成.与其他建模方法相比,该方法不必使用任何预制的假设.其次,提出基于平方和优化算法的脉冲控制方法,使得混沌系统的状态能够实现渐近稳定.基于该算法的脉冲控制与基于线性矩阵不等式凸优化算法的结果相比,能得到更大的脉冲间距,从而可以使用较少的控制能量实现同样的控制效果.最后,仿真实验结果验证了本方法的有效性.     

钙和铈二元掺杂对钇钡铜氧超导体性能的影响

超导储能脉冲功率系统中,关键的电路元件是断路开关,它的关断性能直接决定了输出脉冲的特性,传统的直接截流断路方法不仅会产生大电弧影响关断损耗,还会在断路瞬间产生高峰值的过电压脉冲.针对直接截流方法的缺点,本文提出了一种基于混合脉冲变压器(HPPT)工作模式的新型开关断路方法,该方法采用电流过零瞬时断路方式换流.经过理论分析和仿真,验证了该方法的正确性与可行性,对同类开关断路技术的研究提供了十分重要的参考依据.     

量子材料中的超快光谱学

亚皮秒激光脉冲能够选择性地激发强关联体系中的激发模式,操控材料从一个有序态进入另外的有序态． “量子材料的超快光谱学”,这仅仅是个老生常谈,还是一个可以促进设计和发现新材料的全新领域？本文列举的一些最新的进展都指向了后者．表面上,超快激光和量子材料是两个在特征和文化上有很大差别的领域,因为量子材料的传统实验是在屏蔽和寂静的低温实验室进行,而激光实验室则会让人联想起视频游戏厅．     

电场中Eu原子电离阈移动的实验研究

提出了一种新方法, 精确确定了稀土Eu原子第一电离阈的位置. 先用脉冲电场对Eu原子的高激发Rydberg态进行延时场电离探测, 再通过反向静电场排除光电离和自电离等其他路径所产生的离子信号的干扰, 观察并研究了Eu原子第一电离阈随着电场移动的规律. 由此所确定的零场下第一电离阈的数值与采用其他方法所确定的文献值^{[1, 2]}相一致, 从而验证了该方法的可靠性.     

高重复频率脉冲功率技术及其应用:（1） 概述

从实际应用的角度出发,概括性地描述了高重复频率脉冲功率的主要技术特点,如工作次数多、脉冲间隔时间短和平均输出功率高等。通过介绍高平均功率准分子激光、常压脉冲气体放电、感应式回旋加速器等有代表性应用实例,论述了高重复频率脉冲功率技术的学术意义。高重复频率脉冲功率技术将进一步完善脉冲压缩理论和电路设计方法,从而在短脉冲和波形控制等方面取得进展,同时高重复频率脉冲功率发生器将进一步趋向多样化和极限化。高重复频率脉冲功率技术的发展与脉冲功率器件性能的持续提高之间相互促进,会不断将高重复频率脉冲功率技术的成果带向工业生产和日常生活。     

用于诊断纳秒脉冲电流的微分环现场标定技术

分析了用于纳秒脉冲电流测量的微分环标定难点,提出微分环现场标定方法。通过脉冲形成线脉冲充电以解决微分环标定中信噪比较低、可信度较差等问题;分析了脉冲形成线充电时间、充电电压及脉冲形成开关击穿电压等回路参数对标定结果的影响。基于闪光二号加速器,对测量二极管电流的微分环进行了现场标定,前级隔离开关平均击穿电压为25 kV时,微分环标定回路电流达到1.3 kA,微分环灵敏度为9.311010,方差为0.151010。     

卷绕式螺旋形薄膜介质脉冲形成线设计

采用模块化结构,设计了一种卷绕式螺旋形薄膜介质脉冲形成线,并且对绝缘材料、电极材料的选择依据进行了分析。基于模块化卷绕式脉冲形成线,研制的重复频率脉冲方波产生器采用4个开关同步触发四级形成线模块,从而实现多模块的电压串联叠加,以达到产生高压的目的。开关采用气体火花间隙开关,每级开关及充放电采用电感隔离。研制的脉冲产生器输出电压220 kV,脉冲宽度182 ns,前沿50 ns,可10 Hz重复频率稳定运行。     

螺旋波纹波导被动式脉冲压缩模拟研究

研究了一种基于螺旋波纹波导特殊色散特性对输入微波脉冲进行压缩的新方法。利用3维全电磁粒子模拟软件对X波段螺旋波纹波导进行了建模,模拟分析了该波导的特殊色散特性及提高功率增益的方法,并将已有模型脉冲压缩增益提高了6.65。模拟结果表明:通过优化输入微波的频率调制特性,可以获得更加符合被动式脉冲压缩所需要的调频形式;采用改进后的椭圆波导,可以得到更有利于被动式脉冲压缩的本征模式;通过延长渐变段长度,可以减少规则段和渐变段之间不均匀性造成的微波反射,从而实现更高的脉冲压缩增益。