光电倍增管脉冲性能研究

采用外腔式电光开光,调制主动照相探测光源,使光电倍增管处于脉冲工作状态下,以提高光电倍增管的输出幅度和动态范围,改善信号的信噪比,同时避免样品和探测器受长时间强激光照射.对滨松H6780光电倍增管进行了调试,使其线性输出电流由静态的0.1mA提升到脉冲状态的4.4mA,信噪比提高4.5倍.该技术对其他光敏探测有借鉴意义.     

高精度的光纤衰减系数测试系统的设计

利用常规仪器设备，设计了一套集光、机、电为一体的光纤衰减测量,实现了数字化监测显示，并可与微机接口；采用双光路法，消除了由于光源光强不稳定产生的误差。     

高功率盒形窗内次级电子倍增效应

以S波段高功率盒型窗为对象,采用Monte Carlo模拟方法对盒型窗内的次级电子倍增效应进行研究,探索次级电子的倍增规律。模拟得到了盒型窗内TE11模和TM11模共同作用下,两种陶瓷窗片表面次级电子倍增活跃的区域随传输功率的变化特点。在低传输功率下,次级电子仅在未镀膜窗片表面被激励,并以双面倍增的方式在金属法兰与镀膜窗片相对应的区域增长;在较高的传输功率下,窗片表面的次级电子将以单面倍增的方式活跃在窗片表面与波导口相对的区域。传输功率的升高使得镀膜窗片表面的次级电子倍增活跃区域转移到矩形波导窄边对应的区域,并加剧了未镀膜窗片表面的局部倍增效应。     

倾斜直流场下的介质板击穿统计分析

传统分析介质板次级电子倍增问题的粒子追踪算法方法存在运算耗时长、运算量大等缺点,为此采用统计方法实现了倾斜强直流场下介质击穿过程中次级电子倍增效应的数值模拟,给出了击穿过程中电子数量,电子渡越时间等关键参数的时间图像,同时研究了倾斜角、介质表面光滑度和次级电子产生率对次级电子倍增效应的影响。研究结果表明：强直流场下的次级电子倍增效应存在倾斜角的区域,倾斜角太大或者太小,都可能不会发生次级电子倍增效应,如果倾斜角位于区域内,则饱和状态时电子数目随着倾斜角度的变大而变小;选取光滑系数和次级电子产生系数越小的介质材料,抑制次级电子倍增效应的效果越好。     

高功率微波介质窗表面矩形槽抑制二次电子倍增

为深入研究高功率微波(HPM)作用下介质窗沿面击穿破坏的物理机制,探索提高闪络场强阈值的方法和途径,开展了介质窗表面矩形刻槽抑制电子倍增的理论与试验研究。首先根据动力学方程建立了介质窗表面电子倍增模型并分析了介质窗槽内电子运动轨迹,考虑了矩形槽结构对表面微波电场的影响,理论分析表明在闪络击穿的起始和发展阶段矩形槽可有效抑制电子倍增。在S波段(2.86 GHz,脉宽1 s)下开展了介质窗表面矩形刻槽的击穿破坏试验,试验结果发现表面矩形刻槽可大幅度提高微波传输功率,在槽深(1.0 mm)一定时不同的刻槽宽度(0.5 mm和1.0 mm)对应的微波功率抑制范围不同。采用PIC-MC仿真模拟槽内倍增电子的时空演化,仿真结果很好地验证了试验现象。     

基于单元探测器的激光跟踪技术研究

在激光通信、激光制导和交会对接的过程中,为了实现对远距离目标的捕获和跟踪,提出了一种基于单元探测器的激光跟踪技术,该技术以单元探测器测量距离信息,通过快反镜使光束螺旋扫描视场,并反馈角度信息,由此得到三维图像。信号处理端通过处理三维图像可以获取目标相对视场中心的脱靶量,控制端根据脱靶量驱动快反镜偏转,使目标一直处于扫描视场中,从而实现目标跟踪。该技术的优点是能将单元探测器引入到捕获跟踪领域中,不再需要使用阵列探测器定位回波光斑的中心,所以回波能量密度更高,有利于实现远距离的激光跟踪,特别是能够结合单光子探测器来极大地提高跟踪距离。使用该方法进行了仿真实验,并在室内使对3.75 m处的目标进行了捕获跟踪实验。实验结果表明,仿真与实验结果具有很高的一致性,其中对角速度为9.07 mrad/s目标的捕获概率达到了72.5%。     

复杂结构沿面闪络产生发展阶段模拟研究

以天光Ⅱ-A装置X-pinch负载腔为例，采用包含场致发射、二次电子倍增模型的三维模拟软件OPAL，对复杂结构中真空绝缘体沿面闪络的产生与发展阶段进行了模拟研究。模拟结果表明，阳极产生的二次电子在平行于绝缘体表面的电场分量的作用下从阴极座向大半径的运动，是导致沿面闪络的主要原因。并提出了阻断沿面闪络的方法及其原理。采用阻断沿面闪络的措施后，后续多次X-pinch负载腔放电实验证明，正常的回流电流增加了近20%，真空绝缘体上的沿面闪络得到了抑制。；     

物理学家的技术发明案例分析——法拉第发明电动机和发电机的启示

分析了法拉第发明电动机和发电机的实际过程,总结出利用科学原理进行技术发明的"效应潜力挖掘法"、"条件实现改进法"和"效应倍增法"三条创造技法.     

J-TEXT托卡马克高速单色成像系统研制

在J-TEXT托卡马克上研制了一套高速单色成像系统用于研究等离子体杂质行为与磁流体力学(MHD)不稳定性之间的关系.用STRAH代码模拟估算了碳杂质(CV227.09nm,CIII464.7nm)辐射强度.采用光纤耦合方法设计了系统光路结构,光路覆盖高场侧区域0.3a～0.95a(a为小半径),其空间分辨率为1.3cm...