在聚龙一号脉冲功率装置上首次完成了对带正弦扰动铝套筒Z箍缩的X射线背光照相实验.实验采用千焦耳激光器（1053nm,1kJ,1ns）驱动固体靶材产生X射线,然后利用基于球面晶体的单色背光照相技术以及直接点投影背光照相技术,成功观测到约7.5MA电流驱动条件下,Z箍缩铝套筒的外边界不稳定性发展情况.该实验验证了在聚龙一号装置上联合千焦耳激光器开展...
基于主动锁相相干偏振合成系统实现了四路500W 级全光纤窄线宽保偏放大器的共孔径合成输出.当相位控制系统处于闭环状态时,整个合成系统的输出功率达2164 W,合成效率为94.5%.实验中,随着功率的提升,合成效率未发生明显退化.这是目前相干偏振合成系统的最高输出功率.
解调算法是干涉测量的关键技术之一,通过初步搭建的光纤式光热干涉装置对相位载波解调算法进行了仿真与实验研究.介绍了装置采用的单光路垂直反射式干涉结构,阐述了相位载波调制解调的机理,并利用光纤式光热干涉装置,通过向压电陶瓷施加不同电压来模拟实际大气气溶胶吸收情况完成对相位载波算法解调能力的检验,并与不同质量浓度NO2 标准气体下的...
基于传热学理论,利用有限元法对KrF准分子激光辐照K9玻璃样品中的热力效应进行了数值分析,并比较了脉冲数目和重频对损伤效果的影响.研究表明,较低的准分子激光能量就能够使K9玻璃在表面和体内产生热应力损伤,热应力损伤在光斑区域内主要由压缩热应力控制,在光斑边缘和材料内部则主要由拉伸热应力控制.在激光脉冲结束时刻,产生的温度和热应力最...
利用神光Ⅱ装置发射强激光一方面对铝靶进行烧蚀加载,另一方面驱动铜背光靶发射X 光对铝靶微层裂产物进行针孔背光照相,结果获得了可忽略动态模糊的高清晰照片,标准丝阵检验表明分辨率优于40μm.铝靶微层裂产物照片清晰显示,靶破碎存在不同分区,这直观揭示了靶破碎的不同机制.实验成功验证了激光驱动X 光背光照相技术在金属靶微层裂研究中存在重...
基于压痕实验和连续刚度测量法得到了熔石英材料硬度和弹性模量随压入深度的变化曲线,系统分析了材料由延性到脆性转变的过程,确定了熔石英晶体在静态/准静态印压和动态刻划时产生裂纹的临界载荷和临界深度.渐变载荷刻划实验结果表明,划痕过程诱发的裂纹对法向载荷有很强的依赖性,载荷较小时材料去除方式为延性域去除.随着法向载荷的增加,首先产...
不同辐射建模对于腔内辐射场描述的精确程度不同,需要分析不同建模对腔内辐射温度的影响.开展了三温建模与辐射多群输运建模下LARED集成程序数值模拟两孔球型黑腔模型,实现了球腔的完整数值模拟.数值模拟结果表明,三温与辐射多群输运模拟的等离子体状态接近,辐射温度存在差异.物理分析显示辐射温度差异的主要原因是使用的辐射不透明度,修改辐射...
利用神光Ⅱ装置上搭建的用于激光冲击波实验的温度诊断系统（该系统包括高时空分辨的扫描高温计和谱时分辨的扫描高温计），以强激光加载铝材料冲击温度的测量，获得了铝材料冲击高温辐射发光谱的高时空分辨信号图像，结合灰体辐射理论模型，计算得到了冲击波速度19．06km／s时铝材料的冲击温度达2．95eV，该温度与SESAME库中冲击温度接近。研究...
设计了一种高功率共面馈电脉冲辐射天线.该天线馈源采用双组电大尺寸共面极板馈臂,将馈电点置于焦点处,与直径2.1m 的抛物反射面相配合,实现超宽谱短脉冲的有效定向辐射.提出了一种由同轴输入到4端输出的高功率馈电巴伦,解决了高功率情况下同轴线到4馈臂共面馈电问题.对所设计天线进行测试实验,结果表明：在馈电脉冲宽度为450ps、峰值电压为142k...
研究了不同粗糙度下的非均匀和分区均匀不稳定表面粗糙导体目标在太赫兹波段的散射特性.区别于采用经验公式的建模方法,提出把随机粗糙面的建模理念应用到太赫兹波段的非均匀和分区均匀不稳定表面粗糙导体目标的建模中,用描述粗糙面的均方根高度和相关长度两个物理量来调节目标表面的粗糙度变化.提出表面粗糙目标的分类形式并给出具体模型,然后...
瞬时电离辐射在电子器件内部形成的光电流可引起器件输出扰动,导致电路中部分器件受电源、输入信号及自身产生光电流扰动的多重影响,而单独对器件进行试验无法反映γ瞬时辐射输出扰动在电子组件系统中的传递影响.为此对由DC/DC、稳压器、单片机CPU,FPGA 等组成的控制器组件在2.8×10^5-1.7×10^7Gy（Si）/s的范围内开展了γ瞬时辐射效应的试验研究....
针对硅双极器件及其构成的双极集成电路有着如低剂量率辐照损伤增强效应等不同于其他类型电路的特殊的辐照响应问题,分析了空间辐射电离总剂量环境及铝屏蔽作用,双极晶体管及电路总剂量辐照损伤机理,低剂量率辐照损伤增强效应、规律和电参数变化.通过选取几种典型的双极晶体管和电路进行地面辐照模拟试验和测试,证明了双极器件及电路的关键参数...
分析了基于双级反射静电系统的电子脉冲压缩技术方法.类比于光子脉冲压缩用多层介质啁啾镜,将该静电系统称为可调谐静电啁啾镜：根据静电啁啾镜电气结构参数的设置,入射电子脉冲在系统中U形反射运动飞行时间与其初始轴向能量具有相应不同的色散关系,也即正负啁啾特性.讨论了该啁啾镜正负啁啾属性的可调谐性及脉冲压缩技术细节,并给出了计算实例.
针对激光器电源的应用环境,设计了基于DSP的电源控制系统,使电源具备输出电压0-30kV可调,重复频率1-100Hz可调,并提供了远程计算机控制和本地液晶键盘控制两种控制方式.设计了过压、过流、过热、超时等多重保护电路和电源的外触发控制接口.对激光器电源控制系统进行相应的电磁兼容设计,并使用光纤控制及反馈系统,有效地增强了电源控制系统的抗干...
设计了一种脉冲形成线用新型CaO-TiO2-Al2O3 基介质陶瓷体系,采用传统固相法通过优化组分和制备工艺,调控材料的微结构,获得了介电性能优异的介质陶瓷.其介电常数在15～35之间可调,介电损耗小于0.002,频率稳定性好.在厚度为1mm 时,介电强度高达50kV/mm.研究了厚度对CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷介电强度的影响规律,当厚度从1mm 减小到0.1 mm 时,介...
中国工程物理研究院流体物理研究所研发的介质壁直线加速器是基于固态脉冲形成线、GaAs光导开关和高梯度绝缘介质壁三项关键技术的新型直线脉冲加速器.在加速器调试阶段,测量出获得加速的质子束流能量远低于预期值,在排除功率源负载能力因素之后,发现脉冲功率源因连接回路引起的电路耦合效应是导致束流能量低的主要原因.基于介质壁直线加速器加...
基于10级模块串联的1MV快脉冲直线型变压器驱动源装置,分别开展了1-3个模块在不充电或不触发时装置的整体输出参数测试.结果表明,在二极管负载阻抗基本不变的情况下,装置输出电流和电压降低的数值约为故障模块数与总模块数的比值.与所有模块正常工作时相比,脉冲上升时间分别增加10,22和32ns,脉冲宽度分别增加13,23和48ns.根据电路分析以及模块实...
为实现MV级多级气体开关精确触发控制,提出了基于Tesla变压器和Blumlein线的低抖动重频脉冲发生器的电触发方案.完成了Tesla变压器与Blumlein线一体化设计;优化了初级回路结构及绝缘栅双极型晶体管触发控制电路,减小了初级杂散电感,缩短了变压器次级高电压建立时间及时延抖动;优化了百kV级自击穿气体开关工作参数,研制出一套多级低抖动电晕稳定...
对比了几种不同类型的过电压因子下绝缘堆闪络概率的特点,考虑了多层均压及圆周渡越时间后得到的闪络概率更能反映绝缘堆耐压水平;简化计算统计学经验公式中矩阵可保持绝缘堆闪络概率计算值准确性并减少过电压因子的静电场计算次数.分析在固定间隙距离下绝缘环个数与电压峰值及电场强度峰值的关系,计算结果表明：存在最优绝缘环个数承受最高电压...
采用板-板电极,在放电间隙距离为2mm、放电电流峰值为22kA 条件下,对黄铜、钨铜电极的烧蚀特性进行了对比研究.利用高精度天平测量放电过程中的电极质量损失,分别获取了阴极、阳极及总的平均烧蚀速率.通过放电后电极表面微观形貌、微观元素组成的分析及液体中金属离子的含量分析,对水中脉冲放电金属电极的烧蚀机理进行了探讨.结果表明,水中脉冲...
研究了反谐振式脉冲形成网络的紧凑化、小型化问题.介绍了两节反谐振式网络的组成和特点,并建立了相应的电路模型,运用电路的拉普拉斯变换和方波的傅里叶级数展开,通过波形拟合和参数对比的方法,找到了一种解决此类型电路输出方波脉冲的参数计算方法.模拟仿真结果显示：此网络输出的方波脉冲平顶约占整个脉冲时间的1/4且基本无抖动,前沿约占整个...
介绍了“聚龙一号”上使用的一种由金阴极X光二极管（XRD）和具有特殊构型的复合金滤片构成的平响应XRD探测器,测量软X光通量的标定和实验情况.该探测器的灵敏度在北京同步辐射的4B7B束线站和4B7A束线站标定.标定的灵敏度显示,该探测器对0.1-4keV 之间的X光具有近似平坦的响应曲线.根据标定情况和探测器的谱响应特性,给出了目前该探测器在用于Z...
双指数脉冲电流发生器可用于电子系统端口传导耦合实验,主要用于研究电磁敏感器件的电磁脉冲效应的损伤规律.根据实验要求,该发生器能够输出前沿10ns、脉宽100ns、电流幅值3kA 的双指数脉冲电流.建立了该发生器的电路模型,并对杂散电容和电感对输出电流波形的影响进行了分析.模拟计算表明,电流信号的过冲现象和后沿叠加干扰信号的原因可能是电阻...
紧凑型PFN-Marx脉冲发生器中,级与级之间存在着较大的寄生电容,该电容和PFN节电感构成了寄生传输线.对两种排布方式下的寄生传输线的放电过程进行了简单分析,重点开展了双列排布方式下全电路仿真模拟,对负载类型、寄生电容、负载电感等参数对输出波形的影响进行了计算,得到了二极管负载会在波形前沿上造成下降、寄生电容大小决定振荡频率、负载...
基于几种常见的电极表面处理工艺,制作了外形一致、表面不同的砂纸打磨、羊毛抛光、金属电镀和非金属电镀四种同轴电极,对比了电极在微观下的形貌特点,通过实验研究了不同电极表面特性与甘油介质耐压的关系.搭建了基于晶闸管控制的空心脉冲变压器升压实验平台,最大输出电压500kV,上升时间26μs.实验结果表明：四种电极的微观形貌存在较大差异,并...
为了产生高能等离子体合成射流，设计了一台面向等离子体合成射流应用的微秒脉冲源，输出电压为1OkV，重复频率为100Hz，可承受高达250A的放电电流。详细介绍了微秒脉冲源的工作原理，比较了不同放电电容对脉冲变压器原边电流及输出电压的影响。进一步将所设计的微秒脉冲源成功应用于等离子体合成射流实验中，研究了不同间距对等离子体合成射流...
提出一个完整的弛豫磁流体力学模型用于电磁驱动高能量密度系统的数值模拟,它由弛豫电磁波动、弛豫热输运、P1/3近似辐射输运以及流体力学构成.电磁部分在真空区退化为电磁传播,在等离子体物质区退化为磁扩散近似,并且相速和群速是有上界的.这意味着弛豫磁流体力学能退化到传统的电阻性磁流体力学,并且能用显式方法数值求解,便于大规模高效并行...
设计了一个小型整体径向传输线并对其传输特性进行了实验研究.该传输线由两块相距1cm的铝合金平板组成,其特征阻抗采用双曲线型.1个输出端口位于传输线中央,20个输入端口均匀分布在传输线的外圆周上,最多可供20路脉冲同时注入.此传输线浸没于去离子水中,其单向传输时间为15ns.负载由20个154Ω的电阻并联而成,以保证输出端的阻抗匹配.实验测得的输...
研制了一种百千伏紧凑型Marx发生器,介绍了紧凑型Marx发生器的工作原理和设计原则.依据设计原则采取单边充电,陶瓷电容作为储能元件,开关和绝缘腔体一体化设计,功能模块化等措施使得Marx发生器结构紧凑.该发生器前级部分集成了触发、充电和气路控制模块,只需提供气源和市电即可实现可靠工作;该发生器输出电压范围为15-100kV,通过不同的负载转接...
电磁驱动柱形固体套筒内爆加载技术是高能量密度物理实验研究的重要加载方式.由于固体金属具有-定的结合强度,需外加载荷达到特定阈值才会发生塑性流动,且在内爆过程中塑性做功会耗散部分电磁力做功而变成金属材料的内能,进而对固体套筒的内爆过程产生影响.通过弹塑性力学平面轴对称问题的解,给出了套筒发生塑性流动时外加电流（即屈服电流）与...
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