λ4低温超导共面波导谐振器的研究

讲述了一种高Q值的λ4吸收型超导共面波导谐振器的设计、制备及在低温超导状态下对其传输特性的测量分析。通过磁控溅射工艺在硅基底上沉积一层铌膜,再通过光刻工艺制备出谐振器样品。在100 mK的低温状态下,利用矢量网络分析仪测量其传输特性,并研究了温度对传输特性的影响。实验结果表明:该谐振器的Q值可达105量级,损耗在-15 dB左右;温度升高时,谐振频率增大,传输系数S21,相位φ也随之发生变化。     

全固态激光器14 kHz Q脉冲实验研究

在激光二极管抽运固体激光器(DPSSL)中设计一种由无刷电机驱动,采用棱镜作为旋转反射镜的转镜Q开关。设计了20只棱镜的转盘,获得重复频率14.3 kHz的激光脉冲,实现了千赫兹高重复频率大功率关断能力的Q开关技术。在逐步提高转镜转速来缩短Q开关时间的实验中,激光脉冲序列相应递减,当棱镜转镜转速为4.3×104r/min时,获得脉宽89 ns,重复频率14.3 kHz的1064 nm高重复频率脉冲输出。当输入功率为795 W时,获得平均功率100 W脉冲输出,电-光转换效率为12.5%,峰值功率达到78.3 kW。实验结果说明,棱镜转镜Q开关是实现全固态激光器千赫兹Q脉冲输出的可行技术途径之一。     

近物所半波长谐振型超导腔研制取得阶段性进展

中科院近代物理研究所科研人员经过8个多月的艰苦努力,完成了ADS超导质子直线加速器注入器II的半波长谐振(HWR)型超导铌腔整腔的加工,并进行了常温下的真空和频率测试,表明该腔体的研制取得了重要的阶段性进展。HWR型超导铌腔的研制完成了工艺设计、冲压成形、加工矫形、频率预调谐、零部件酸洗、电子束焊接等工序,在哈尔滨工业大学先进焊接与连接     

基于金纳米笼的被动调Q钬镨共掺光纤激光器

报道了一种基于金纳米笼可饱和吸收体的3 μm被动词Q光纤激光器.采用结构紧凑的线型腔设计,在钬镨共掺光纤中实现了稳定的调Q脉冲激光运转.当泵浦功率达到99.7 mW时,开始出现稳定调Q状态,重复频率为82.0 kHz.当泵浦功率达到347.1 mW时,得到的最大平均输出功率为50.7 mW,最短脉冲宽度为2.21 μs,对应的重复频率为169.5 kHz.实验结果表明,金纳米笼在中红外波段光纤激光器中具有良好的应用前景.     

平凸非稳腔Nd:YAG激光器

本文简要地叙述了平凸非稳腔的参数和设计方法;介绍了平凸非稳腔Nd:YAG激光器单次工作时两种不同参数腔的对比实验和重复频率为16次/秒时热透镜效应的补偿实验结果。单次工作时输出调Q咏冲能量可达150毫焦耳,光束发散全角为0.23毫弧度,接近衍射极限。     

超导装置用钢的晶内滑移线电子显微分析

20Mn-13Cr-5Ni-0.25N钢是为大型超导装置研制的奥氏体低温结构钢,在77K温度时达到了高强度高韧性。钢在77K断裂呈准解理特征,断口边缘变形区中观察到奥氏体内有滑移线生成。为研究钢的低温断裂机制,对滑移线进行了SEM、TEM分析。     

超导Y－Ba－Cu－O薄膜对632．8nm激光的响应

本文报导超导Ｙ—Ｂａ－Ｃｕ—Ｏ薄膜在临界温度附近对６３２．８ｎｍ激光的响应。实验结果表明，光响应包含可用测辐射热计效应解释的热成分和不能用热效应解释的非热的光成分。并介绍一种新的、加偏置连续激光的检测光响应的实验方法，发现在较高的调制频率时偏置激光能提高超导薄膜样品对可见光的探测灵敏度。     

Bi基高温超导纤维的结构

高温超导体纤维有重要的应用前景,得到人们很大的重视。本课题组用激光加热基座生长法(LHPG)制备了性能优异的Bi基Bi-Sr-Co-Cu-O及Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O超导纤维,超导的零电阻温度T_(co)为85K及108K,临界电流密度Jc已达到了5150A/cm~2。本文研究了这种超导纤维的结构。图1为材料源棒与激光熔化生长纤维的过渡区,图中S为源棒,G为溶化成纤区。激光束使原晶体熔化,选用适当的仔晶,从熔化区提拉生长出晶休纤维。生成的纤维有很好的取向性,x衍射分析表明,纤维轴向主要是晶体的[001]方向。图2是超导纤维横断面的扫描电镜照片,Bi系超导晶体一般成片状结构,纤维中的晶粒尺度较大,当晶片紧密堆砌时,材料的密度较高,对获得较高的Jc有利,当晶片的取     

1GHz裂环谐振腔的设计和制作

本文用等效电路的方法,推导了腔的谐振频率及Q值表达式,并用螺线管的磁场等效腔的磁场,进一步得出了Q值与腔的尺寸、屏蔽壳及耦合环之间的关系。用计算机作出了关系曲线,从曲线可以得到腔的最佳设计方案。 在1到1.4GHz频率范围内的实验表明:Q值容易达到900～1000。这种腔具有结构简单、体积小、调谐范围宽及Q值高等优点。     

高稳定度半导体激光器电源

设计并实现了一个高精度的半导体激光器驱动系统, 该系统包括温度控制和电流控制两部分。温度的控制范围为室温下±1.50×101 K, 控温精度优于1.81 mK, 标准差小于0.20 mK。电流的调节范围为0~2.00×102 mA, 纹波小于1.00×102 nA。该系统驱动外腔半导体激光器时可以保证激光器输出的频率稳定度在10 s内达到1.00×10-9, 满足原子分子物理和激光光谱学等领域对高精度激光器的需求。     

A kind of magnetron cavity used in rubidium atomic frequency standards

Research on the magnetron cavity used in the rubidium atomic frequency standards is developed, through which the main characteristic parameters of the magnetron cavity are studied,mainly including the resonant frequency,quality factor and oscillation mode.The resonant frequency and quality factor of the magnetron cavity were calculated,and the test results of the resonant frequency agreed well with the calculation theory.The test results also show that the resonant frequency of the magnetron cavity can be attenuated to 6.835 GHz,which is the resonant frequency of the rubidium atoms,and the Q-factor can be attenuated to 500-1000.The oscillation mode is a typical TE₀₁₁ mode and is the correct mode needed for the rubidium atomic frequency standard.Therefore these derivative magnetron cavities meet the requirements of the rubidium atomic frequency standards well.     

A Kind of Magnetron Cavity used in Rubidium Atomic Frequency Standards Yang Shiyu(杨世宇), Cui Jingzhong(崔敬忠), Tu Jianhui(涂建辉), Liang Yaoting(梁耀廷)

研究了一种应用于铷原子频标的磁控管腔,其中包括磁控管腔的主要特征和参数计算,测试结果与计算理论吻合较好,所设计的磁控管腔能够满足铷原子频标的设计要求。     

Automatic Digital Method for Measuring the Permittivity of Thin Dielectric Films

One of the most promising techniques for measuring the electric permittivity at microwave frequencies of thin dielectric materials of the order of 0.1 to 10 /spl mu/m, is the cavity perturbation method. For thin films of this type, it is necessary to determine accurately and display small changes in the resonant frequency and Q factor of the cavity in the presence of the material sample. A circuit for the simultaneous measurement and digital readout of the resonant frequency and Q factor of microwave cavity is described. For the resonant frequency measurement, a very efficient automatic frequency circuit, with a homodyne modulation-detection bridge and frequency stabilization loop, is applied. Theoretical analysis and experiments results with this circuit show that an accuracy of 5x10/sup -7/can be achieved in the resonant frequency measurement. For measuring the Q factor, two similar circuits are described. The technique is based on measuring the phase shift of the envelope of an amplitude modulated microwave signal when this signal is transmitted through a resonant cavity at resonance. Although an accuracy of 0.5 percent in the Q factor can be achieved, it is shown that the main limiting factor in both circuits is the accuracy of phase shift determination at RF frequencies.     

有限元方法计算介质腔谐振频率和品质因子

采用有限元方法计算了二维方形介质腔和二维微盘的谐振频率和品质因子,并给出了两种腔中磁场、电场振幅分布图,介质腔中的谐振问题对应亥姆霍兹波动方程的本征值问题,本征值的实部和虚部与谐振腔Q值关联;比较了近似解析解、FDTD解、FEM解的结果,对于谐振频率比较,FEM和解析解更接近,对于品质因子比较,低Q值结果FDTD和FEM结果相近,高Q值结果两者相差较大。通过比较知道,FEM方法比时域有限差分方法计算更准确,求解速度更快。     

用于铷原子频标的磁控管腔研究

研究了一种应用于铷原子频标的磁控管腔，对用于磁控管腔的主要特征和参数计算进行了研究，主要包括磁控管腔的谐振频率、Q值、微波场模式。研究结果表明磁控管腔的谐振频率可以调谐至6.835GHz，Q值都能够调至600～1000之间，其微波场谐振模式是典型的TE011模式，频率温度系数较小（32.5KHz/℃－35.0 KHz/℃），所设计的磁控管腔能够满足铷原子钟物理部分的设计要求。     

回旋管高频腔中金属膜片对谐振频率的影响

本文从多点反射的角度给出了高频腔中存在对称金属膜片时谐振频率的计算公式和特性曲线。并从实验上证实了金属膜片对机械加工误差的补偿作用。     

微波化学谐振腔的模式抑制研究

对一种微波化学反应腔及其中的圆柱腔如何实现单模谐振和调谐进行了研究,得到了不会因为置入材料的不同而产生失配的新型系统结构。在腔体和系统设计中,谐振腔由谐振腔主体、谐振腔上盖和谐振腔下盖组成,谐振腔下盖通过电机升降实现上下移动,由此改变腔体的谐振频率,实现了2.2~2.6 GHz 的调谐范围。利用标量函数法分析扇形腔的场结构,根据目标模式的分布特点提出了多种干扰模式净化技术,最后得到了频率范围为2.2~2.6 GHz 的单模谐振腔。     

一种宽带速调管中高次模式振荡的抑制

该文描述了在一种S波段宽带速调管研制过程中出现的高次模式振荡现象,分析了抑制这种振荡的可能方式,提出了一种抑制这种振荡的方法。该方法通过改变谐振腔结构,在基本不影响基模频率的前提下,使高次模式频率产生较大的改变,从而使该高次模式的振荡得到抑制。利用Ansoft HFSS模拟设计软件,对谐振腔进行了改进设计并完成了相应的实验验证。利用改进设计的谐振腔,进行了速调管整管试验,有效地抑制了速调管中高次模式的振荡。     

W 波段回旋管谐振腔特性参数测量方法的研究*

W 波段回旋振荡管是一种重要的高功率毫米波源,它通常采用圆柱开放式谐振腔作为其高频结构。 谐振腔所具有的特性参数,如谐振频率和品质因数影响了整管的性能。在W 波段,特性参数对于尺寸的变化特别敏 感,因此,有必要对加工好的开放式谐振腔的特性参数进行测量。利用直接耦合法实现了对5 组开放式谐振腔谐振 频率和品质因数的无损检测,实验结果验证了该方法的可行性与有效性。同时,分析了加工误差对谐振腔性能造成 的影响,结果表明,当开放式谐振腔渐变角度的加工误差达到7%以上时,谐振频率将偏移0.2GHz。     

激光冷却铷原子喷泉钟的微波谐振腔设计

对自行研制的激光冷却铷原子喷泉钟的微波谐振腔进行了分析和设计,确定了需要的微波谐振腔基本参数。对影响微波谐振腔共振频率的因素进行了分析和研究,得到了共振频率随环境因素的变化规律。这些对调节微波腔共振频率和提高原子钟的准确度有重要意义。还对研制的微波谐振腔进行了测试,结果表明微波谐振腔的性能满足激光冷却铷原子喷泉钟的要求。由测试结果进一步估算了微波谐振腔引起的横向腔相移。