方列管型射流式O₂(¹Δ)发生器是一种新型高效的氧碘化学激光器(COIL)化学能源供给装置。描述了采用该发生器在COIL上所做的一系列出光实验,这些实验着重于考察该发生器的性能参数及相应的COIL化学效率。结果在Cl₂流量为0.25mol/s、无冷阱、稳定腔条件下获得化学效率高达26%。

在常规横向剪切干涉仪的基础上,利用波前周期延拓的假设,基于小波变换的方法实现了波前重构。这种波前复原实现了光滑波前的快速重构,并且能够较好地快速重构非模式波前。数值模拟表明,该方法对波前复原的精度优于常规多项式拟合方法。利用该方法在不均匀介质对波前的扰动的测量重构表明,重构波前比常规多项式拟合重构波前合理。

用张量光学方法定义了三维不可分离变量的椭圆平顶高斯光束(EFGB),导出了这种光束经过非轴对称光学系统的传输公式及相应的张量ABCD定律,并对EFGB经过自由空间的传输作了数值计算。结果表明,EFGB的传输特性依赖于阶次,而且耦合EFGB的光强分布在传输过程中会发生旋转。

在氙灯放电泵浦过程中,放大器片腔内材料在高强度氙灯光辐照下,存在显著的热解过程,产生大量的微米级悬浮粒子。在两种实验条件下对粒子数进行了测量:一是放大器氙灯泵浦结束之后悬浮粒子的自然消散过程;二是氙灯泵浦结束之后利用大气流量的超纯氮气冲洗片腔之后的粒子数测量。研究结果表明,正常情况下,氙灯泵浦结束后片腔洁净度达到了10～50万级气溶胶的水平(在粒子直径≥0.5μm的水平上)。利用大气流量的超纯氮气冲洗片腔能够在短时间内显著地提高片腔的洁净度。

开展了上海同步辐射装置储存环注入冲击磁铁的结构和脉冲电源的技术设计,并进行了磁场分布和励磁电流波形的模拟计算。还给出了陶瓷真空盒镀膜的设计参数,提出了计算陶瓷真空盒镀膜接受同步光功率的公式,研究了防止镀膜和波纹管受到同步光照射的机械布局设计。

在对大气湍流相位扰动进行Zernike多项式展开的基础上,通过对信标和目标光的Zernike系数相关因子的推导,得到了实际自适应光学系统(系统存在时间滞后和有限的空间分辨率）对相位扰动各阶像差的校正残差公式。同时结合实际,对瑞利导星以及钠导星自适应光学系统补偿大气湍流各阶像差的能力进行了计算和分析,为实际自适应光学系统的设计提供了理论参考。

研究了共光路共模块自适应光学系统中用角反射器阵列构成伪相位共轭器件,角反射器阵列形成伪相位共轭波的能力,具体计算了不同单元数的角反射器阵列形成具有Zernike多项式展开的各阶像差的波面的相位共轭波的保真度。角反射器阵列的保真度决定于其单元数和阵列结构,对于不同类型的像差保真度也是不同的。最后还对各种影响因素如衍射、二面角误差和面形误差等也进行了分析。

对二极管激光侧泵浦Nd:YAG板条双程功率放大器进行了初步的研究,给出了激光器的数值模拟结果,建立了二极管侧面泵浦Nd:YAG板条激光主振荡-多程放大(MOPA)系统;在100Hz重复频率时,实验获得单脉冲能量为51.9mJ的输出,光束质量M2小于2,脉冲能量起伏小于2%,实验结果与数值计算结果相符合。

在连续波光阴极注入器的研究中,驱动激光器是一个关键技术,采用连续锁模振荡器的锁模输出作为种子源,用二极管连续泵浦放大,再连续倍频,可以产生符合注入器要求的激光脉冲列作为驱动激光。

根据衍射光学理论分析了红外系统后向反射光强的分布。在菲涅耳衍射区域内,反射光斑中心光强是呈明暗变化的,反射光斑中心光强在0～1km内剧烈振荡,在1～3km之间达到峰值,然后随传输距离的继续增加反射光斑中心光强逐渐减小;在夫琅和费衍射区域内,光斑图像中央是亮光斑,周围环绕着明暗交替的圆环。

在已有的各种输出功率、激励条件参数和实际模拟程序基础上,对铜蒸气激光器计算机辅助设计进行改进,获得了适合于宽广参数条件下的模拟程序及实用曲线组。可在一定的激光输出功率条件下确定器件的激活体积;当口径选定后,可得铜蒸气激光器对应的电功率输入密度、激励电场、最佳重复频率和放电管壁温度值。

提出了一种小型激光器驱动飞片的平均速度测量方法,即利用石英晶体的压电效应可以最终得到飞片的平均速度。详细介绍了激光驱动飞片的过程,石英计的设计等,对系统的响应灵敏度和实验数据进行了分析,结果显示:这一方法具有简单可靠的特点,可以在一定程度上满足实验精度的要求。

对激光强度空间均匀分布光束、高斯、超高斯以及平顶高斯光束进行了分析比较,在激光功率与光斑半径相同条件下,计算了各种光束的峰值光强和光束填充因子与光束阶次的关系,给出了光强分布的表达式。并将不同空间分布的光束作为热源,耦合到材料热传导方程中,以数值计算说明了各种光束辐照下,2mm厚30CrMnSiA钢材料靶面不同的热效应。

利用质量连续性、动量守恒和能量守恒这三个基本方程,研究高能脉冲激光照射块状靶材产生等离子体的物理特性。采用差分法和Pichard迭代法,求解带特定边界条件的流体力学三方程,得出已喷射等离子体的温度、密度和速度的分布的迭代方程,并用计算机进行了数值模拟。

波前功率谱密度(PSD)被用于评价ICF激光驱动器光学元件在中频区域的波前误差。目前主要采用大口径相移干涉仪检测ICF光学元件的波前畸变,通过傅里叶变换获得波前的PSD分布。相移干涉仪在较高空间频率分量的测量上存在失真效应,因此需对干涉仪的空间频率传递函数进行校准,采用位相比较法测量大口径相移干涉仪的系统传递函数。为此,利用衍射光学元件的制造工艺,设计、制作了标准的透射和反射位相元件,比较理论计算值与实测PSD值,分别获得了大口径相移干涉仪透射、反射测量模式的系统传递函数。

使用扭曲波玻恩交换(DWBE）近似计算Al^q＋(q＝0～12）的电子碰撞电离截面和速率系数,其中电离截面的高能行为由Bethe系数决定。分析了计算数据随电离度的变化规律,并且与可得到的实验的和其他计算的数据进行了比较,表明结果可靠。

利用一维多群辐射输运程序RDMG数值模拟神光Ⅱ条件下辐射烧蚀铝箔的实验研究,详细描述了X光在铝箔中的辐射输运过程,清楚地显示了辐射热波在铝箔中的传播;给出铝等离子体温度密度的时空分布、铝箔背面出射的X光能谱及出射X光各能区能流随时间的变化,分析出射X光的能区对测量结果的影响,对神光Ⅱ条件下辐射烧蚀铝箔的厚度范围进行初步的探讨。数值结果与实验结果相吻合。

在激光间接驱动内爆动力学过程中,软X射线烧蚀形成的高温低密度等离子体处于非局部热动平衡状态,X射线的传播需要用输运方法处理。利用简化物理模型给出了X射线烧蚀形成的高温低密度等离子体的流场空间分布,介绍了一种计算X射线反照率的方法,并给出反照率的解析表达式。

充等离子体高功率微波源PASOTRON的高压直流电源工作电压为-70kV～-150kV、电流为300A左右,而调制器又悬浮于此高压上工作(电流为60A,脉宽60～120μs）。在工作中,一旦出现管子打火,很容易打坏管子、高压直流电源、调制器或控制柜的电路模块。因此,其控保系统就显得尤为重要。为此采用一种专门研制的高压撬棒,利用简单的自触发电路,达到了满意的保护效果。实验证明,从管子打火到撬棒管作出分流仅滞后150ns,可以分流掉滤波电容中98％以上的储能,工作稳定可靠。

用于高功率微波发射的偏置抛物面天线,使其反射面绕馈源轴旋转,反射面与馈源借助真空椭圆软波导进行摆动,从而实现面域扫描。给出这种天线的旋摆扫描关系式,对其扫描性能及其与结构和旋摆参数的关系进行分析,结合物理光学修正,为天线系统的设计提供了理论依据。

推导了无引导磁场下具有离子通道的波纹波导中的色散方程,并通过数值计算分析了该慢波结构的几何参数如波纹周期、波纹深度以及波导平均半径对相对论行波管的带宽及增益的影响,为相对论行波管的设计提供了一定的依据。

阐述了带有反射腔的相对论返波管的初步实验研究进展。反射腔是一段不规则的圆波导,在相对论返波管中起到截止颈的作用。初步实验的结果为:外加磁场Bz=0.7T时,输出微波功率为170MW,微波频率8.874GHz,脉宽为10ns;外加磁场Bz=1.7T时,微波功率为370MW,频率与脉宽不变;根据辐射场功率密度分布判定传输模式为TM01模。结果表明:带有反射腔的返波管在较低外加磁场下也能够工作。

HPM能量在半导体器件损伤缺陷区的热量沉积以及向周围材料的热量扩散,是造成半导体器件损伤脉宽效应的机理;分别得到了全脉宽段、长脉宽段和短脉宽段的损伤经验公式,该损伤经验公式能较好地对实验和理论模拟效应数据进行拟合。

从理论上研究了阴极发射电子初始能量对一维平面非相对论性双向流二极管内空间电荷限制电子、离子流密度的影响,并与阴极发射电子初始能量为0情况下的空间电荷限制电子、离子流密度进行了比较。

用MAGIC程序对设计的多种12MeV直线感应加速器的二极管结构进行模拟计算,得出了二极管阴极表面电场强度分布,并根据实验结果,得到了结构最佳设计的二极管模型;随后利用扫描电镜方法对不同天鹅绒的结构进行了分析与发射性能实验研究。最后得到优化后的二极管产生的电子束束流参数为:发射束流Ie=8.50kA,传输束流I8≥3.0kA,打靶束流I0≥2.30kA。

介绍了以爆磁压缩装置为脉冲功率能源,经变压器和爆炸金属丝断路开关组合功率调节系统,在电阻负载上产生高电压的实验研究。实验结果为:在100Ω水电阻负载两端得到了约800kV的高电压脉冲,脉宽约100ns。此项工作拓宽了爆磁压缩装置的应用范围。

介绍了天鹅绒阴极二极管的结构及天鹅绒阴极的设计,给出了二极管参数的测量方法及结果。对3种不同材料的天鹅绒阴极进行了实验研究,获得了大面积均匀电子束,并对电子束的横向及径向均匀性进行了诊断。实验结果表明:二极管工作状态接近的条件下,3种材料的天鹅绒阴极所获得的大面积电子束均匀性相近,而与天鹅绒的材料基本无关。

介绍了兰州重离子研究装置主加速器(SSC)使用的一种新型高频幅度稳定装置,与原有的高频幅度稳定装置相比,新装置采用了双环稳定控制模式,并引入单片机控制处理模块,实际运行实验结果稳定度达到±6×10-4量级。

介绍了在“闪光二号”加速器上开展平板型虚阴极高功率微波振荡器频率特性实验研究的结果及分析。结果表明:平板型虚阴极振荡器表现出多频特性,且在微波脉宽内频率随时间变化;其频率分布在C波段和X波段,主频在C波段;主频由虚阴极自身振荡产生并且等于局部电子束的相对论等离子体频率,主频与二极管间隙电压有弱的依赖关系,与二极管间距成反比,而与阴极尺寸和阳极材料关系不大。

研究了固定式海关集装箱检测系统用的9MeV电子行波直线加速器电子枪的结构特点和束流特性。该电子枪采用钪酸盐阴极,在灯丝电流为2.4A,阳极引出电压为-40kV的工作条件下,由电子枪发射到加速器入口处的脉冲电流强度为300mA,在加速器出口处,束斑截面小于φ2mm;打靶后,产生的X射线剂量率大于30Gy/(min·m）。为保证满足更换电子枪时的安装要求,利用EGUN程序模拟计算了该电子枪的结构及束流特性,为实际装配和使用提供了参考尺寸和调试参数。