一种全控型高稳定性一秒螺线管磁场电源

为了使用准稳态磁场引导电子束以实现高功率微波发生器运行在重复频率下,介绍了一种基于开关电源原理的全控型高稳定一秒螺线管磁场电源。其能量储存单元由分为4组的32个分子电容器串、并联组成,总电容量为16.8 F,输出电压最高500 V,总储能2.1 MJ;电容器组充电由4个独立的15 A直流电源完成,充电时间约5min;储存在电容器上的能量通过由IGBT组成的开关整流器向螺线管线圈释放。实验表明,螺线管线圈阻抗≤0.35Ω时,利用脉宽调制器控制磁场电流,磁场线圈电流变化<5%,螺线管线圈最大电流900 A。     

探测器响应特性对光腔衰荡法测量结果的影响

探测器响应特性对衰荡信号的测量有很大影响。根据光束传输变换规律和信号叠加方式，只利用数据拟合，建立了探测器响应特性对衰荡信号和反射率测量结果的影响模型。通过数值运算，模拟了不同情况下衰荡信号波形的变化，进而分析了探测器响应特性对衰荡法测量结果的影响。研究表明，对于现有的数据处理方法，选择合适的探测器，能够提高测量结果的可重复测量精度；但其测量值0．990045与腔镜的真实值0．999存在差异。由此研究了测量结果随腔镜反射率的变化和数据预处理方式，提出了测量结果的两种标校途径：1)利用模拟测量结果与腔镜真实值之间的差异，从理论上对实验测试结果进行标校；2)先对衰荡波形进行梳状滤波等预处理，再用拟合法计算反射率。     

热容激光器激光输出特性的数值模拟

热容激光器在激射过程中，激光介质的温度快速升高，导致了热容激光器具有特殊的激光输出特性。通过理论分析、数值模拟和实验研究等方法，对热容激光器的激光输出特性进行研究，掌握热容激光器工作的基本规律，为热容激光器的设计、实验提供了重要的参考。建立了描述热容激光输出特性的理论模型，给出了输出功率随激光介质温升及工作时间的变化关系。数值模拟研究结果表明。激光介质的温度从300K升高到400K过程中，阈值功率密度从2．6W／cm^3增加到33．6W／cm^3，输出功率下降7％。利用建立的热容激光器实验装置．测量了不同占空比情况下的输出功率，占空比越高输出功率随时间下降得越快，与数值模拟结果相符。在低占空比时，数值模拟和测量结果吻合较好；在高占空比时出现误差，而且占空比越高误差越大。     

双能图像融合算法研究

为解决X射线单能量成像的图像像素点缺失、图像分辨率较低等问题,且为更好地保护图像的细节信息,给出了结合双能和小波技术的图像融合算法.对原始采集的图像进行小波分解,等价于用一组高、低通滤波器进行滤波.通过高能量和低能量下的小波分解,用基于邻域像素的关联性和区域方差提取低频分量.用Sobel算子检测局部细节信息,将梯度最大值作为算子检测的图像边缘输出,从而提取高频分量.采用小波重构算法进行逆变换,形成新的融合图像并进行定量分析.结果表明,这种双能融合方法可以很好地解决X射线单能量成像的局限性,较好地保护图像的细节信息,增强图像成像质量.     

美国运输机机载激光系统研制进展

美国运输机机载高能激光(AHEL)系统是下一代武器,能够在复杂环境中实施精确地隐秘打击。第1套实战化的机载激光武器,将在2022年进行演示试验。首先介绍了AHEL系统的应用需求、研制计划,并分析了系统结构和面临的技术挑战。其次梳理了AHEL系统的研制进展,并由系统参量评估了AHEL系统的作战性能。综合分析可知,AHEL系统采用最佳组件,通过快速原型方法,实现了激光武器系统在AC-130J飞机上的集成,并借鉴了以往机载激光计划的经验教训,降低研制风险。最后分析了其下一步的技术发展方向。     

中国工程物理研究院红外太赫兹自由电子激光装置总体设计

中国工程物理研究院红外太赫兹自由电子激光装置是一台用于材料、光谱、生物、医学等领域前沿研究的多功能用户装置,在实验室现有的太赫兹自由电子激光装置（CTFEL）基础上,拟新增两套2×9-cell超导加速单元和两台波荡器,将电子能量提升至最大50 MeV,输出频率覆盖范围拓展至0.1～125 THz,最大宏脉冲功率大于100 W。同时,采用跑道型束线设计,拟建设一台小型能量回收型直线加速器实验研究平台。本文主要介绍了中国工程物理研究院红外太赫兹自由电子激光装置的总体设计、工作模式以及用户实验站布局。     

变形镜交连值的优化分析

关于优化光波控制,自适应光学校正是至关重要的一个环节,可用于改善激光光束质量及校正光束在传输过程中气流引起的波前畸变等。变形镜是其核心器件,而交连值是影响变形镜校正精度的关键因素。针对变形镜实际使用时需要对致动器进行一定的约束,利用带约束的最小二乘法,分析了在一定约束条件下交连值变化对变形镜校正精度及控制稳定性的影响。以Zernike像差和以大气湍流模型构造的像差为校正对象,寻找校正效果最好的交连值。结果表明各阶Zernike像差对应的最优交连值差异较大,最优交连值主要分布在15%～35%之间。从控制误差引起的校正效果变化的方面考虑,对正方形致动器排布的最优交连值位于15%～25%区域。     

光束抖动主动控制技术研究进展

光束抖动控制技术是提高机载激光系统光束瞄准、跟踪精度的关键技术,主要用于消除由随机振动和环境噪声扰动等引起的光束抖动问题。回顾了近年来国内外关于光束抖动控制技术的发展和现状,阐述了光束稳定技术、基于高性能快速反射镜的精跟踪控制系统、光束抖动控制算法等方面前沿的发展趋势和研究成果。     

一种系统寿命分析评估方法

寿命参数是产品的一项重要指标,系统的寿命评估是研制单位和需求单位的一项重要任务,合理的寿命评估方法对系统寿命预测的准确性具有着重要的意义。针对目前存在部分产品存在缺乏系统级的寿命数据或无法开展系统级的寿命试验等问题,提出一种基于核心单元器件的全系统寿命评估的方法,通过确定影响全系统寿命参数的核心单元器件,并对其开展寿命分析和加速寿命试验,获得核心单元器件的寿命预估值,在零部件最短寿命法的基础上评估全系统的寿命参数。该方法具有实用价值,并通过了试验验证。     

基于液体直接冷却的薄片固体激光器研究

详细研究了直接液体冷却薄片固体激光器的关键技 术,主要包括增益模块内流道结构的设 计、薄片增益介质的装夹方式的选择等。从流场的流动状态和 流道换热能力的角度出发分析了增益模块内流道结构的设计;对比分析了采用 “软装夹” 和“硬装夹”对增益 介质热应力和增益介质所能承受最大抽运功率的不同影响,计算结果表明,采用“软装夹” 增益介质所能承受 的抽运功率大约是“硬装夹”的8倍。最终,基于课题组所研制的1kW量级直接液体冷却薄 片固体激光器对其关键技术进行分析总结。