强流电子束引出窗风冷数值模拟
研究了1.2Mw大功率电子加速器引出窗钛膜受力状况,确定其工作温度必须控制在150℃以内。此温度下,热传导和热辐射的散热作用可以忽略,强迫风冷是唯一的散热途径。用流体模拟计算软件分析了钛膜冷却效果与出口风速和距离之间的关系,分析回流区的存在及其影响,并对引出窗结构做了初步优化。模拟了附加隔离窗形成的封闭空间对引出窗风冷的影响,模拟结果为:提出的非均布扫描方式可以将引出窗输出能力提升76%。
X波段磁绝缘线振荡器的数值模拟
在对磁绝缘线振荡器(MILO)慢波结构色散特性进行理论分析的基础上,结合负载限制型和渐变型MILO的特点,对X波段MILO慢波结构、阴极和中心阳极进行了设计。利用2.5维全电磁PIC程序进行粒子模拟,研究了输出功率与结构参数之间的关系,进一步优化MILO结构。在外加电压为510kV,束流43kA情况下,模拟得到平均功率2.83GW的微波输出,中心频率为8.2GHz,功率转换效率12.9%。
加绕变升角宽频带椭圆螺旋天线
椭圆螺旋天线的结构比传统的圆柱螺旋天线更加适合于卫星通信的终端,然而由于其圆极化特性变差而限制了其广泛应用。把改善轴向模螺旋天线辐射特性的两种方法结合起来应用于椭圆螺旋天线,提出了带有附加螺旋线的变升角轴向模椭圆螺旋天线。以一个5圈、短轴长轴之比为0.65的椭圆螺旋天线为例.用FEKO软件对其辐射特性进行了仿真。结果表明,这种方法提高了椭圆螺旋天线的方向性系数.同时具有较好的圆极化特性。在2.2~4.2GHz频率范围内,最高增益为12.86dB,比单绕均匀升角的椭圆螺旋天线提高了1.2dB。
用高灵敏度激光干涉仪测量Z-pinch喷气负载质量线密度
介绍了采用外差式记录系统和相位跟踪方法建立的高灵敏度(0.2°)迈克尔逊激光干涉系统对Z-pinch喷气负载质量线密度的测量。通过采用充气隔振光学平台和将干涉仪放置到喷气真空室内等隔振方法,有效地消除了机械振动对测量结果的影响,获得了拉瓦尔喷嘴产生的超音速Ar气喷气负载平均质量线密度随时问的变化曲线,为优化喷嘴理论设计程序提供了实验依据。气流稳态的建立时间可以用于精确控制喷气装置电磁阀门的打开时刻,保证喷气Z-pinch实验中脉冲功率装置提供的脉冲电流与喷气负载平顶之间的时间同步。
用光学记录速度干涉仪测量自由面速度
建立了一套光学记录速度干涉仪系统(ORVIS),用于测量强激光产生的冲击波状态方程中的自由面速度。该光学记录速度干涉仪系统的时间分辨率为179p8,可以测量自由面速度随时间变化的整个过程。在天光KrF高功率准分子激光装置上进行激光打靶实验,激光波长248.4nm,脉冲宽度25ns,最大输出能量158J。在激光功率密度为6.24×10^11Wcm^-2的条件下,测得厚20μm铁膜的自由面速度可达3.86km/s在激光功率密度为7.28×10^11Wcm^-2条件下,100μm铝膜(靶前有100μm的CH膜作为烧蚀层)的自由面速度可以达到2.87km/s。
C波段全密封加速管研制
介绍了一台1.5MeV的C波段便携式无损电子直线加速器的全密封加速管的设计,微波冷测和研制,热测结果表明该加速管加速器的设计要求。
实现ICF束匀滑的二元光学器件设计与制作
采用爬山法和模拟退火法相结合的混合优化算法,设计得到了二元光学器件的良好位相结构;基于高斯分布随机信号模型,分析了二元光学器件对输入波面位相畸变的宽容度。首交釜对波长λ=1.053μm研制了Φ100mm的连续位相二无光学器件,并通过多级衰减片及CCD实现了焦斑光强分布测量,结果表明得到了边缘陡峭、旁瓣小、中心主人有一定均匀性、且没有中心零级锐脉冲的焦斑光强分布。
PLIF法定量测量甲烷-空气火焰二维温度场分布
利用平面激光诱导荧光(PLIF)技术,通过选择适合的OH自由基激励线,定量测量了甲烷-空气燃烧火焰的二维温度场分布.给出炉面中心上方火焰温度随离炉面高度的变化和距炉面12 mm高处沿炉面水平方向变化的实验测量结果并进行了讨论与分析.与利用相干反斯托克斯喇曼散射(CARS)技术进行测温的实验结果相比,该测量的相对不确定度优于5%.
大尺寸硅镜超光滑表面加工的面型控制
使用机械-化学抛光法加工大尺寸单晶硅可获超光滑表面.但很难保证良好的面型。提出通过采用开圆孔并连续注入抛光剂的方法来避免抛光盘中心蜂窝眼的出现,可以保证得到良好的面型。最后实验达到较好的面型精度,PV值0.268λ,rms值0.065λ。
辐射温度的数据处理方法
辐射温度是间接驱动惯性约束聚变实验中可以定量测量的重要物理量。引进了一种通过直接计算辐射通量来得到辐射温度的方法,该方法的主要优点是计算简单,避免了某些时刻不能计算辐射温度的情况。由该方法得到的辐射温度与传统方法计算结果符合较好,不确定度均为7%。通过与冲击波测量温度峰值的结果对比确认了数据处理方法的正确性。在此基础上建立了国内某大型激光装置上的新型15道软X光能谱仪的数据处理系统。












