强流同步双阴极二极管电子束模拟与诊断

 高同步性的多电子束能够驱动产生有利于实现相位控制的多束微波,是高功率微波功率合成的关键技术。对单台加速器驱动强流同步双阴极二极管进行了模拟,在二极管阻抗约10 W,输入电压442.6 kV条件下,获得了总功率大于20 GW、总束流为47.6 kA、同步时间差小于6 ns的双电子束。开展了轰击不锈钢目击靶实验和同步双电子束诊断实验,双阴极材料为不锈钢,单个阴极长30 mm,两阴极中心间距为100 mm,阴极发射面采用天鹅绒,单阴极半径为20 mm,在阴阳极最大电压为442.8 kV时,束流峰值总和为48.78 kA,双束流同步时间差保持在4~6 ns范围内,实验结果与模拟符合较好。     

闪光二号加速器气体主开关同步触发系统

 设计并调试了闪光二号加速器气体主开关同步触发系统。该系统主要由同步控制部分和高压脉冲形成部分构成。整个触发过程包括同步信号的引出、整形滤波、快速比较电路传输、前级脉冲形成、高压脉冲产生。通过对同步信号的整形处理,解决了发生器电流上的高频信号干扰问题;经过快速比较电路和前级脉冲后,选取了同步信号开始工作的时间点,并形成十几V的触发信号;高压脉冲形成部分主开关采用场畸变结合预电离的方式,该结构的气体开关时间响应为50 ns,抖动小于5 ns,满足使用要求。调试结果表明:该系统输出脉冲电压幅值100 kV,前沿小于10 ns,系统的工作时延440 ns,抖动13.5 ns;可通过增加电缆长度来控制触发信号到达气体开关的时刻,实现气体主开关与Marx发生器的延时同步工作。     

双间隙输出腔开放腔的高频特性分析

 建立了S波段相对论速调管放大器双间隙输出腔开放腔的3维模型。采用时域有限差分法,通过监测激励电流源的响应计算了该双间隙输出腔的谐振频率、有载Q值、场分布以及特性阻抗,并分析了腔体结构尺寸对谐振频率、有载Q值和特性阻抗的影响。研究表明：腔体半径对开放腔的谐振频率影响很大,耦合孔尺寸对腔体谐振频率的影响较小;随着耦合孔张角增加,有载Q值逐渐减小;随着腔体半径增大、间隙的减小,腔体特性阻抗降低。研究结果可为S波段强流相对论速调管放大器双间隙输出腔的设计提供理论依据。     

L波段射频加速器电子束微脉冲诊断

 利用切伦柯夫辐射的瞬时发光机理,把相对论电子束打在熔石英靶片上转化为可见光,再用皮秒扫描相机进行测量,就可得到射频直线加速器皮秒电子束微脉冲的峰值电流及微脉冲束团。采用该方法,对L波段射频直线加速器的电子束微脉冲宽度和束团结构进行了诊断。由此构建了一套加速器电子束微脉冲的在线测量系统,该系统对调整加速器工作状态、提高束流品质使之适应自由电子激光要求起到了重要作用。     

基于最小偏向角法的高精度液体折射率测量装置的优化设计与测量研究

为了实现利用最小偏向角法对无定形流体的高精度折射率测量,设计了一种全新的恒温空心三棱镜装置,对该装置的光路和恒温组件进行精确设计,将其应用于测量液体折射率,对测量结果和不确定度进行定量分析。首先,通过对三棱镜光学平面的精确设计和加工,实现对测量光线的精准控制。其次,通过对恒温夹套内空心管路的迂回设计,使测量池内液体的温度波动和温场均匀性满足高精度折射率测量要求。最后,将该装置应用于液体折射率测量,定量分析了各影响因素的测量不确定度。实验结果表明：对于水、异辛烷、四氯乙烯3种液体,其折射率测量精度达到10-7,测量不确定度可低至10-5。实现了用最小偏向角法对液体折射率的高精度测量。     

狭义相对论中质量与速度关系的特色推导方法

质速关系是相对论的一个重要结论,大多数教材均采用两个物体在发生完全非弹性碰撞的过程中,从不同参照系去看其速度变化来推导质速关系.本文利用狭义相对论时空的洛伦兹变换证明运动方向上力在两个惯性参照系中的不变性,然后直接利用牛顿第二定律推导出质量与速度的关系,这种推导方式相对比较简洁,利于低年级大学生的理解.     

2MeV注入器脉冲电子束时间分辨能谱诊断研究

介绍了利用磁分析器和电子束产生的契伦科夫辐射光诊断直线感应加速器脉冲电子束时间分辨能谱的原理、方法及诊断系统,对中物院2MeV感应叠加型注入器的2kA强流脉冲电子束时间分辨能谱进行实验诊断,并与二极管电压进行对比分析。测得能量约2.2MeV,60ns内最大能量变化为4%。     

电子束、离子辅助和离子束溅射三种工艺对光学薄膜性能的影响

运用电子束、离子辅助和离子束溅射三种镀膜工艺分别制备光学薄膜,包括单层氧化物薄膜和增透膜,然后采取一系列测试手段,如Zygo轮廓仪、原子力显微镜、表面热透镜技术和X射线衍射等技术,来分析和研究不同的工艺对这些薄膜性能的不同影响,以判断合理的沉积工艺。     

离子通道电子束回旋脉塞的等离子体波效应

研究了离子通道回旋电子束脉塞（ICECM）中的等离子体波非线性效应。利用流体理论与自洽非线性理论方法对ICECM中等离子体波效应的微观机理进行了分析。研究发现,等离子体波加强了电子束的纵向群聚,束-波互作用的能量交换效率及系统增益得到明显提高。数值模拟计算表明,对于中等等离子体密度、1.5kA电流和1MV加速电压的电子束,系统能够获得的脉冲功率和频率分别为200MW和280GHz的毫米波束。     

电子束泵浦氩中高能电子分布的理论计算

改进了文献中报导的Boltzmann基本方程。与Boltzmann基本方程相比,改进后的Boltzmann方程更全面地描述了电子与基态氩原子碰撞的物理过程,并能计算出整个能量区间的电子分布。利用Boltzmann基本方程和改进的Boltzmann方程,对电子束泵浦氩中能量大于氩原子第一激发态能量(11.56eV)的高能电子分布函数进行了理论计算。计算中,选取了电子碰撞氩的微分电离截面和激发截面的解析表达式。对计算所得的稳态电子分布函数以及达到稳态分布所需的特征时间进行了分析和讨论。