筒形溅射阴极的磁场优化及其高功率放电特性研究

基于高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术开发的筒形溅射阴极,配合电磁系统可有效地提升等离子体的输运效率.然而电磁系统的引入反作用于筒内放电特性,从而使靶面放电面积和放电强度无法同时维持.鉴于此,本文通过调整磁场布局,研究了靶面切向(横向)磁场和法向(纵向)磁场对靶面放电的作用规律,优化后靶面切向磁场分布更加均匀,磁场强度高于40 mT的靶面区域占比由51%增至67%,同时法向峰值强度外移,强度由73 mT增至96 mT.采用Ar/Cr体系放电发现:相同工艺条件下,优化后的溅射阴极辉光变亮,靶电流增大,放电面积变宽,放电特性得到显著提升.利用等离子体整体模型仿真和发射光谱仪检测发现优化后离子电流和光谱强度得到明显提升,Cr粒子密度提高一倍,增至2.6×10^20 m^–3,且离化率上升至92.1%,同时输出离子通量提高近一倍,实现了靶面放电与离子输出的双促进.     

高功率半导体激光列阵芯片测试表征与仿真优化EI北大核心CSCD

针对高功率半导体激光芯片工作温度升高易引起芯片性能退化和失效问题,首先理论分析了工作温度对内量子效率的影响机理。其次,为量化温度影响芯片稳定性的主要因素,自主搭建高功率半导体激光列阵芯片测试系统,研究15~60℃半导体激光列阵芯片的温度特性,分析了5种能量损耗分布及其随温度的变化趋势。实验结果表明,当温度由15℃升高至60℃,载流子泄漏损耗占比由2.30%急剧上升至11.36%,是造成半导体激光芯片在高温下电光转换效率降低的主要因素。最后进行了外延结构的仿真优化,仿真结果表明,提高波导层Al组分至20%,能有效限制载流子泄漏,平衡Al组分增加带来的串联电阻增大问题,可以获得高效率输出。该研究对高温下半导体激光芯片的设计具有重要的指导意义。     

回旋速调管放大器注-波互作用分析

 给出了自洽非线性大信号理论分析方法,在理论分析和高频计算的基础上,建立了回旋速调管放大器注-波互作用计算模型,对其进行数值计算。研究多种参量对放大器输出功率、增益、效率等的影响,通过优化得到了中心频率34 GHz的四腔回旋速调管放大器设计方案。粒子模拟表明：在工作电压65 kV,注电流8 A,电子注横向与纵向速度比为1.5时,输出功率230 kW,带宽230 MHz,电子效率45%,饱和增益33 dB。     

可调谐相对论磁控管调谐带宽的优化

 在以10腔旭日结构为方案的可调谐相对论磁控管中,分析了热腔下对磁控管性能有重要影响的零模成分与模式隔离因素,结合零模成分的形成原因以及轴向频率分量对调谐范围的影响,提出了调整大、小腔等效阻抗和体积,开放阳极端面,从而减小零模分量及增加调谐带宽的措施。CST模拟表明,通过这些优化,可调谐相对论磁控管的调谐带宽从最初的380 MHz提高到900 MHz。     

高功率微波辐照对雄性大鼠生殖细胞的影响

 采用激光扫描共聚焦显微镜观察受不同参数高功率微波辐照后的大鼠精子细胞内Ca²⁺的变化,同时观察了辐照后大鼠的生殖细胞微核率、畸形率、精子数量、存活率和顶体酶反应的变化。实验表明：此条件下的高功率微波辐照对雄性大鼠的生殖细胞微核率和畸形率没有明显的损伤效应,但4×10⁵次脉冲的高功率微波辐照对大鼠的顶体酶反应有较明显的抑制作用,可能通过改变细胞内第二信使的Ca²⁺浓度来影响其生殖细胞功能。     

高功率微波对家兔视觉电生理功能及组织结构的影响

 采用高功率电磁波直接辐照家免全身后,即刻分别测试家兔的视网膜电流图（Electro-retinogram,ERG）;随后即刻取材,包埋固定,分别在光学显微镜和透射电镜下观察其视觉器官的组织结构。结果表明,高场强的高功率微波辐照可造成家兔眼视网膜组织的即刻损伤,对家兔视觉电生理功能可产生明显的抑制作用,其作用强度与辐照剂量和辐照时间存在一定的量效、时效关系。     

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“研究快报”征稿启事北大核心CSCD

为了更好更快地刊登报道强激光与粒子束技术领域重要的最新结果和进展,并为最新研究成果争得抢先发表权,《强激光与粒子束》编辑部欢迎广大作者提供＂研究快报＂稿件。研究快报简要报道相关领域前沿性的、最新的、有特色的或重大科学研究课题的最终结果或阶段性成果,是对前沿学术动态和首创性科学研究成果的简介。     

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