高平均功率太赫兹自由电子激光装置设计

为满足材料和生物医学等研究需要,中国工程物理研究院(中物院)提出了高平均功率太赫兹自由电子激光(THz FEL)用户装置研制项目。该装置采用准连续波运行的工作模式,太赫兹平均功率约为10 W。通过调节电子束能量和摇摆器的磁场强度,装置输出波长可在100μm(3 THz)~300μm(1 THz)进行调节,以满足不同用户的研究需要。装置主要包括电子源、主加速器、混合型摇摆器、激光谐振腔、太赫兹传输与探测系统等。装置将使用直流高压光阴极注入器作为电子源,主加速器为超导加速器,超导加速器后的电子束能量约8 MeV。该装置将建立成为一个用户装置。     

FEL驱动激光器的研究

为了获得高亮度和高品质的电子束,在自由电子激光实验装置中采用光阴极注入器作为电子源,其驱动激光器系统采用主振功率放大结构,振荡器为二极管抽运连续锁模激光器,放大器为一级双程及两级单程二极管脉冲抽运放大,后接4倍频系统.经过工程研制及调试,获得的输出指标为:波长266nm,微脉冲能量4μJ,宏脉冲宽度2μs至6μs可调,微脉冲能量抖动优于3%.结果表明,采用Cs2Te阴极的光阴极注入器实验,该系统能够获得不低于40A的电子束流,达到了自由电子激光实验对电子源的束流要求.     

静电自由电子激光摆动器

静电自由电子激光使用静电摆动场代替静磁摆动场产生相干受激辐射。本文提出了一种静电自由电子激光摆动器。这种摆动器可以产生周期从3cm到5mm,辐值比较大的圆极化摆动场,有利于自由电子激光的进一步研究。     

嵌入式多设备节能控制系统设计与实现

针对传统的嵌入式设备节能控制系统无法实现高效节能的问题,设计并实现嵌入式多设备节能控制系统,其由应用端、输出端和控制端组成。应用端对嵌入式设备信息进行监控和分析,获取到监控结果和分析结果并传输到终端。终端的网关服务器利用TCP/IP协议对监控结果和分析结果进行接收,通过RS 485总线将这些信息传输到控制端。控制端对终端传输来的监控结果和分析结果进行接收和控制,根据线路和环境信息特点制定嵌入式设备的节能控制指令。仿真实验证明,所设计的系统节能效果较高。     

太赫兹波在砷化镓波导中的产生与传输

为提高太赫兹(THz)波的产生效率,研究了飞秒激光与GaAs 晶体的相互作用。首先研究了块状GaAs 晶体中泵浦光与THz 波间的相位匹配,结果显示泵浦光的群折射率曲线与THz 波的折射率曲线不存在交点,表明了块状晶体结构中相位失配问题的存在;然后设计了四种不同尺寸的波导结构,根据波导理论计算了波导结构在0.1~6 THz 波段的折射率,并结合波导的吸收和色散参数分析了THz 波在晶体中的最佳传输距离。研究结果表明,GaAs 波导结构能够有效增大泵浦光与THz 波的相位匹配程度,从而提高飞秒激光与晶体耦合过程中THz 波的产生效率。研究为基于飞秒激光与GaAs晶体相互作用的高效THz 产生技术提供了理论依据。     

具有远程集中控制功能的端局控制系统

端局控制系统是集中控制传输设备的系统，可以说它是传输系统的管理维护中心。为适应各种传输方式，NTT公司开发和采用了端局控制系统。近几年，伴随着数字通信网建设的不断发展，必须实现一元化管理，高效率的操作和维护，为达到这一目的，按照统“一的结构，开发能远程集中控制传输设备的端局控制系统是必要的。本文主要介绍新开发的端局控制系统的组成条件和主要技术。这次开发的端局控制系统，功能方面是分担的和层次化的，它不仅能远程集中控制新开发的传输设备，而且还能远程集中控制原来的同步传输设备。     

虚拟仪器的数据采集方案探讨

探讨了虚拟仪器的数据采集方案，涉及虚拟仪器的接口设备和主要技术标准，如串口，GPIB，VXI，PXI，DAQ板卡。为了实现数据采集系统的快速开发，还介绍了设备驱动程序的几种获得途径。此解决方案为测控系统的构建提供了一务实用高效的实现方法。     

中物院太赫兹自由电子激光:设计、运行及升级

中物院太赫兹自由电子激光(CTFEL)装置是我国第一台基于超导加速器的高重复频率、高平均功率太赫兹自由电子激光装置。CTFEL利用光阴极直流高压电子枪和超导加速器产生约8 MeV电子束在波荡器中产生自发太赫兹(THz)辐射,并在光腔中受激放大获得饱和输出。得益于在0.7~4.2 THz频谱范围内连续可调以及平均功率大于10 W的特性,CTFEL为材料动力学、太赫兹成像、太赫兹生物学等领域提供了独特的研究平台。自2018年开放成为用户装置以来,每年提供不少于1000 h的稳定出光。未来CTFEL将在现有基础上升级成为红外太赫兹自由电子激光装置,实现太赫兹频率全覆盖以及最大功率大于100 W的目标,力争成为世界先进的长波长自由电子激光装置。     

自由电子激光的小型化研究

本文通过对自由电子激光输出波长的分析,指出了自由电子激光小型化的研究方向─-微型摆动器的研究。在分析了小周期摆动器研究现状的基础上,提出了电流摆动器。它不但具有与静磁摆动器相同的效果,而且它的周期可以任意调节。因而,它便于控制。最后,还指出了有待进一步研究的问题。     

DS80C411网络微控制器的应用

提出了一种基于DS80C411的串口至以太网接口转换的设计方案,介绍了多个串口设备的入网应用。给出了系统硬件结构,描述了串口与以太网协议的相互转换设计方法,分析了软件设计。该设计可以将RS232/422/485通讯接口的设备和以太网服务器进行数据流传输,通过以太网服务器实现了对串口设备远程管理,实现了串口设备之间的网络互联。     

雷达发射机行波管测试台控制监控电路的设计

现代雷达发射机中,目前仍采用大功率电真空微波器件,行波管便是其中一种,由于行波管的造价昂贵,所以发射机控制保护系统都围绕其展开。CPLD是20世纪90年代推出的一种复杂的PLD,它以其更大的容量,更快的速度,超强的仿真能力,增强了电路设计的灵活性;不但降低了开发成本,而且减小了设计风险。因此,在各领域得到广泛的应用。本文根据发射机的工作特点,来探讨CPLD在发射机的控制和保护系统中的应用前景。     

电纸书SDIO方式WiFi接口的实现

介绍一种在ARM处理器与LBWA18HEPZ-135 WiFi模块间利用SDIO方式实现电纸书WiFi接口的方法.在阐述嵌入式体系结构与系统开发流程的基础上,介绍WiFi模块,给出硬件接口并简要分析其设备驱动与电纸书应用程序的处理流程,重点对WiFi设备的驱动（包括模块初始化、数据传输与应用模块移植）以及网络应用模块的调试方法进行阐述.测试结果表明,该方法成功实现了电纸书SDIO方式的WiFi通信接口.     

基于Xilinx Zynq的物距测量系统设计与实现

为了对障碍物距离精确测量,基于最新Zedboard FPGA(现场可编程逻辑阵列)开发板,采用软硬件协同的设计方法,设计了障碍物距离测量系统的软硬件。系统为智能小车平台提供了完整的距离测量服务,测距范围能够达到2 cm⁴.5 m,精度可达0.2 cm。该设计包含从底层硬件电路设计、可编程逻辑IP(Intellectual Property)核设计、到Linux设备驱动的设计全部流程,对于在Zynq-7000 FPGA上软硬件从事开发的人员有一定的参考价值。     

一种I2C总线控制器的接口设计

为了实现片上系统芯片与外围设备之间的通信,介绍一种从外围总线（APB）到I2C总线的接口设计。对整个系统按照功能进行了模块划分,阐述了APB总线接口的设计和寄存器配置、I2C总线控制器中的状态划分和状态机设计以及时钟产生模块的实现。设计中采用了异步先进先出来同步APB总线和I2C总线之间的数据交换。对整个设计进行了功能仿真,实现了系统在100 kbps和400 kbps两种工作模式下的数据传输。设计完全满足通信的速率要求。     

舰载雷达对抗系统模拟训练综合设计

研究了舰载雷达对抗系统模拟训练问题,分析了现行模拟训练系统的特点和不足,并对舰载雷达对抗系统利用脉冲描述字(PDW)记录设备进行训练的方法进行了初步设计。     

高压VDMOS器件的研制及其抗辐照特性研究

利用SILVACO工艺模拟软件和器件模拟软件以及L—Edit版图设计工具,我们对一款高压VDMOS功率器件进行了模拟仿真和优化设计。利用自主开发的VDMOS工艺流程完成了器件的实际流片。测试结果表明,器件的源漏击穿电压达到600V以上,导通电阻小于2．5Ω,跨导为4S,栅一源泄漏电流约为±100nA,零栅电压时的漏一源泄漏电流约为10υA,二极管正向压降约为1．2V。采用二维器件模拟仿真工具以及相关物理模型对所研制的高压VDMOS器件的SEB和SEGR效应进行了分析,并通过对所研制的器件样片采用钴-60y射线源进行辐照实验,研究了在一定剂量率、不同总剂量水平下辐照对所研制的高压VDMOS器件相关电学参数的影响。     

基于FPGA的温度控制器设计

介绍了一种基于FPGA的温度控制系统设计。可编程器件FPGA和硬件描述语言VHDL的出现使得数字电路的设计周期缩短、难度减小。系统采用FPGA作为核心控制器件进行编程,设计采用模块化思路分别实现温度检测、键输入、温度显示和控制模块,再加以整合实现整个系统,达到了温度控制的目的。     

系统集成中的高阻硅IPD技术

集成无源器件(IPD)技术可以将分立的无源器件集成在衬底内部,提高器件Q值及系统集成度。由于高阻硅衬底具有良好的射频特性,高阻硅IPD技术可以制备出Q值高达70以上的电感。高阻硅IPD基于薄膜技术具有高精度、高集成度等特点,可将无源器件特征尺寸缩小一个数量级。同时可利用成熟的硅工艺平台,便于批量生产降低成本。此外,高阻硅IPD技术可与硅通孔(TSV)技术兼容,可实现三维叠层封装。分析表明,高阻硅IPD技术在系统集成中具有广泛应用前景。     

绝缘栅双极型晶体管的研究进展

作为一种新型的功率半导体器件,绝缘栅双极型晶体管（IGBT）以其优越的性能,成为中高功率电力电子领域的主流功率开关器件,被广泛应用于智能电网、新能源、高速铁路、工业控制、汽车电子、家电产品、消费电子等领域。概述了IGBT的演变历程以及主要技术发展,同时对我国IGBT的发展现状进行了分析。     

UPnP媒体播放器的研究与实现

随着数字家庭的兴起,数字媒体内容的资源共享、设备之间的智能互联及控制变得越来越重要。UPnP（通用型即插即用）是数字家庭网络中的一个主流协议。介绍UPnP架构,描述UPnP媒体播放器设计的基本思想．利用DevieeBuilder生成的UPnP框架实现一个UPnP网络媒体播放器,并对该播放器进行测试与分析。