1 北京理工大学 物理学院，北京 100081
2 重庆大学 电气工程学院，重庆 400044
开展了J量级系统储能下电脉冲参数对水中火花放电特性影响研究。驱动源采用参数可调的固态重频纳秒脉冲电源，放电负载为水中针-板结构（间距1 mm），在低重频条件（约5 Hz）下进行实验。通过调节放电参数、拍摄高速阴影图像、光谱诊断以及声信号测量，研究水中脉冲放电的物理特性，得到不同放电参数下放电演化规律及其对声学、光谱特性影响。实验发现：在J量级储能下，放电通道连通两极后，回路电流在几百ns内快速上升至10 A左右，随后缓慢下降，持续50～60 μs。发现预设脉宽对放电影响较大，短脉宽条件下放电会被电源固态开关强制截断出现反向放电，而长脉宽条件下放电通道在后期变得不稳定甚至熄弧中断，出现气泡中二次放电现象。辐射光谱揭示了更多等离子体信息，推断通道电子密度在1018 cm−3量级，随着脉宽增加，特征谱线强度增加，表明活性粒子数密度增加，但粒子种类不变。短脉冲（＜150 μs）作用下产生的脉冲声波的特征宽度在110～150 μs，而当脉宽继续增大，声波脉宽并不继续增加而是保持不变，保持在150 μs左右。研究结果对水中小能量火花放电的机理研究有一定参考价值，为水声学、液相等离子体等领域的应用提供思路。
水中放电 等离子体 图像诊断 光谱诊断 声波与冲击波 discharge in water plasma image diagnosis spectral diagnosis sound and shock waves 强激光与粒子束
2022, 34(9): 095006
为了提高光具座自动测焦距时的测量精度, 设计一套连续变焦光学系统。该系统包括自准直组件和变焦组件两部分, 可以调节CCD靶面上接收到的图像大小, 得到最佳测量结果。根据设计指标要求, 在控制系统总长的基础上进行初始结构选择和像质优化。设计完成后的自准直组件焦距200 mm, 变焦组件焦距200 mm~20 mm, 对接后的变焦系统可实现图像大小1×~10×连续调节。模拟实验表明: 变焦系统像质良好, MTF曲线接近衍射极限, 弥散斑小于CCD像元大小, 可以满足实际检测需求。
光具座 光学设计 自动测量 变焦 optical bench optical design automatic measurement zoom
为解决高精度检测非球面反射镜的难题, 提出利用Zygo干涉仪完成非球面环形子孔径检测。通过移动待测非球面, 使得由干涉仪产生的参考球面波, 以不同的曲率半径匹配待测非球面的各个环带区域, 分别测试每个环带, 进而完成对整个非球面的拼接检测。以双曲面反射镜为例进行拼接检测, 并搭建辅助光路, 利用无像差点法对拼接结果进行验证。验证结果表明: 该方法测量误差小于1/20 λ(λ=632.8 nm)。
环形子孔径 Zygo干涉仪 非球面检测 annular sub-aperture stitching Zygo interferometer aspheric testing
