环扇形薄板弯曲问题的环向辛对偶求解方法

根据平面弹性与薄板弯曲问题的相似性原理,极坐标系板弯曲的弯矩函数被引入作为原变量,并通过恰当的辛内积定义建立了环扇形薄板弯曲问题的一个辛几何空间. 然后应用类Hellinger-Reissner变分原理,导出了辛几何空间的对偶方程,从而将环扇形薄板弯曲问题导入到辛对偶求解体系. 于是,分离变量和本征展开的有效数学物理方法得以实施,给出环扇形薄板弯曲问题的一个分析求解方法. 具体讨论了两弧边简支和两弧边一边固支一边自由薄板的本征问题,分别导出它们对应的本征值超越方程和本征向量,并给出原问题本征展开形式的通解. 最后,给出了两个算例的分析解并与已有文献或数值方法的解进行了对比,结果表明该方法有很好的收敛性和精度.      

合肥光源横向束流反馈系统中矢量运算单元和光纤陷波滤波器的研制

合肥光源横向束流反馈系统已经建成,着重介绍了系统中矢量运算单元和光纤陷波滤波器的研制。矢量运算单元中使用混频器控制信号的衰减,调节控制电压的大小以控制反馈信号的相位;光纤陷波滤波器创新性地提出用光纤延时制作陷波滤波器,很好地滤除了信号中的回旋频率分量,节省了反馈功率。     

4f结构间距失调对达曼类滤波器输出脉冲特性的影响

研究了4f结构的飞秒脉冲时空变换整形装置在各元件间距不等的情况下对脉冲输出特性的影响,理论分析了间距失调效应对等间距和不等间距达曼光栅滤波器的脉冲输出特性的影响。结果表明4f结构间距失调后无论是能量还是平均度都不如等间距高,中心脉冲能量变小,其它级次脉冲生出更多旁瓣;失调量越小,输出的脉冲质量越高,对于f为12 cm的装置,当失调量小于1 cm时,对输出脉冲影响较小。     

神光Ⅱ装置中空间滤波器系统的稳定性设计与分析

考虑到空间滤波器系统在激光装置中的稳定性要求,分析了影响稳定性的各种因素。对现行装置中的SF4空间滤波器系统进行振动模态测试,初步确定系统的工作状况,并结合振动理论明确系统稳定性的设计参数。利用有限元软件ANSYS对空间滤波器系统及相关的设计进行仿真验证计算。结果表明：SF4系统的一阶固有频率达到83 Hz,与实验结果相符合,满足系统稳定性的要求;在系统中引入支撑不但能有效增加系统的刚度,同时能转移系统的振型;系统基础支撑平台的选择要求平台独立,并且选择较低的高度以便于控制上层光学元件的变形;在系统中的引入波纹管这种弹性连接,能降低系统变形量,并且通过改变波纹管的厚度能实现连接刚度的改变。上述设计可在神光装置其它系统结构中应用。     

S波段高功率微波波导输出多工器研究

在数值分析的基础上,采用加宽的波导结构设计了一种S波段三路高功率微波输出多工器,通带范围分别为2.65~2.75,2.80~2.90和2.95~3.05 GHz。该多工器每路的传输损耗在0.1 dB以下,反射损耗在15 dB以上,各路之间的隔离度在30 dB以上,能量效率在95%以上。利用电磁场全波分析软件,验证了宽边加宽的波导输出多工器功率容量达到GW量级。     

ICF中可调法布里-珀罗滤波器间距稳定度研究

在神光Ⅱ第9路ICF高功率激光装置中,采用可调法布里-珀罗(F-P)滤波器对幅度调制效应进行补偿,根据补偿装置的技术要求,提出一种应用nm量级精度的电容式位移传感器对可调F-P滤波器间距稳定度进行监控的系统,详细论述了监控系统的结构与工作原理。给出了电容式位移传感器的驱动电路及数据处理与控制软件的设计方案,并对电容式位移传感器的精度进行了标定。实验结果表明,该位移监控系统能够使可调F-P滤波器的间距稳定度保持在15 nm/h以内,使幅度调制效应的调制深度优于4%。     

一种新型慢波结构TM01-TE11模式转换器的数值模拟

设计了一种新型L波段慢波结构式圆波导TM01-TE11模式转换器,该转换器的尺寸为φ15.0 cm×40.8 cm,通过金属分割片将圆波导分成两个180°区域并在其中一个区域内设置半环形慢波结构。当TM01入射时,在两个区域内激励起扇形波导TE11模式,由于慢波结构的存在,该模式在两个区域内的传播常数不一样。适当调节慢波结构的参数,可使两个区域内传输的扇形TE11模式在金属分割片尾部相位相差180°,这两个扇形TE11模式耦合成为圆波导TE11模式输出,实现模式转换。建立数值模型并进行了模拟,结果表明在工作频率1.8 GHz处转换效率96%,反射率低于0.04,功率容量超过1.7 GW。     

太赫兹波导滤波器的分析与设计

分析了不同宽边情况下对滤波器加工精度的影响,分析结果表明对于不同频段的滤波器,需要选择合适的谐振腔的宽边才能达到较好的性能,同时分析了不同谐振模式的滤波器对加工精度的影响,分析表明,对于太赫兹频段滤波器,选用TE101谐振模式时存在腔体长度会比波导的宽边小很多的情况,而选用高阶谐振模式不但可以提高滤波器的品质因数Q值,减少损耗,同时也能在一定程度上降低滤波器对加工精度的要求。最后以0.34 THz 4阶带通滤波器为例验证此方法的正确性,测试表明该滤波器最低损耗为-0.73 dB,在0.335~0.349 THz范围内损耗在-2 dB以内。     

不等长相移效应滤波器的快速调试方法

提出一种基于渐进空间映射算法（ASM）与遗传算法（GA）相结合的I/O端口不等长相移效应的滤波器快速调试方法。渐进空间映射算法能够准确预测精细模型的调试方向与幅度,遗传算法能够准确快速得到I/O端口的相移效应,并且通过柯西法提取粗糙模型。基于有限元的全波电磁仿真软件HFSS, 建立精细模型,粗糙模型参数即等效电路参数, 则由去除I/O端口处相移效应后的S参数获得。利用该方法对六阶交叉耦合滤波器进行调试,经过几步迭代即可使滤波器满足所要求的响应指标,验证了该调试方法的正确性和有效性。     

基于偏振模干涉的可变系数微波光子滤波器

基于偏振调制和光的干涉原理,设计了同时具有正系数和负系数特性的微波光子滤波器,并通过搭建实验模型证实了方案的可行性。利用偏振调制及光的偏振特性实现载波和一阶边带的正交偏振,并通过改变偏振调制器的偏置电压分别对载波和一阶边带引入相移。当载波和一阶边带的相位差为0或90时,利用保偏光纤快慢轴上两正交偏振光在同一偏振态上的干涉效应,分别对应实现具有负系数或正系数特性的微波光子滤波器。最后,测量并验证了0~15 GHz频率范围内滤波器的频率响应。