直线感应加速器强电磁干扰环境下的束流测量

束流参数测量能够给束流调试提供可靠依据,好的束流品质能够提高闪光照相的空间分辨力。在高能强流电子束束流参数测量及诊断系统工作环境中,针对存在的强大电磁干扰,通过采用光纤传输控制信号的措施,能很好地传输窄脉冲,信号延时抖动小,达到了高速信号的可靠传输要求,利用紧凑嵌入式方法,提高了抗电磁干扰的能力,实现直线感应加速器电磁干扰下的束参数测量。     

基于直线感应加速器的非相干太赫兹源设计

太赫兹波的产生途径有很多,本文通过理论设计和数值计算模拟了利用强流直线感应加速器神龙一号来产生 THz波。神龙一号直线感应加速器能够产生最大能量~20 MeV、束流强度~2 kA、脉冲宽度~60 ns 的脉冲电子束,脉冲电子束以不同能量通过偏转半径不相同的偏转磁铁后可以辐射出具有连续频率的太赫兹波。模拟计算了不同能量下的电子束通过偏转半径分别为0.2 m、0.5 m和1 m的偏转磁铁后得到的太赫兹波频率与电子束能量、磁铁偏转半径等的关系,太赫兹波的频率范围可达0.1 THz~9 THz,最大瞬时辐射功率~0.5 W。最后根据神龙一号直线感应加速器漂移段布局,设计得到偏转半径为0.5 m的偏转磁铁结构以及模拟结果。     

10MeV强流电子直线加速器的现场安装与调试

前言 1980年4月22日,我所与中国科学院生物物理所签订了10MeV直线加速器研制协议书,该加速器要求的空载能量为10MeV,能在宽脉冲(2μs)和窄脉冲(小于30ns)两种状态下工作。能产生强流(1A)纳秒(小于30ns)电子束是该加速器的主要特点。1987年7月3日,生物物理所对该加速器进行了验收鉴定。但生物物理所由于条件所限,未能安装使用。中国科学院决定将该加速器在上海原子核研究所安装使用。1988年9月8日,上海原子核研究所和我所签订协议规定,由     

直线加速器长脉冲调制电源的理论计算

设计并模拟计算了高能直线加速器长脉冲调制电路,该电路所用的储能电容为30μF,由直流高压电源充电到速调管所需工作电压,在1.5ms,800μs和400μs的放电脉宽内,储能电容的电压降分别为5.59%,3.02% 和1.52%,为使负载得到±0.50%的输出脉冲电压,采用补偿电路来补偿脉冲放电期间储能电容的电压降.本文阐述了这种脉冲调制电路的计算结果.     

电子感应加速器的加速电荷测量系统设计

阐述针对缺乏小型电子感应加速器密封加速管状态下的加速电荷检测手段,提出依据加速电子与靶相互作用产生电流的机制来计算加速电荷量。设计了基于FPGA的靶电流测量系统,根据实验结果计算加速电荷量为3.02×10^-8C。     

电子直线加速器加速系统制造技术的研究

本文基于工作实践了,分析了目前电子加速器加速系统在制造时的技术要求,并着重介绍了电子直线加速器加速系统中重要部件的制造技术,如加速管的制造技术、聚束管的制造技术以及耦合器的制造技术。希望有关人员加以借鉴和参考,从而对电子直线加速器加速系统制造技术进行更加深入的研究,从而探讨出更加完善的制造方案,推动整个电子直线加速器的应用进程。     

时变透镜设计理论研究

时变透镜是针对猝发多脉冲直线感应加速器(LIA)聚焦后的焦斑一致性调节问题所提出的新型装置。本文提出了时变透镜的2种设计方案,并且用PIC方法模拟了束流经过时变透镜的聚焦过程。通过与常规磁透镜的聚焦效果相对比,验证时变透镜对束流的焦距和焦斑半径具有一定的调节作用,从理论上证明了时变透镜方案的可行性。最后提出了设计中遇到的问题,从而确定了进一步的研究工作。     

圆筒型直线感应电动机温度场的计算

从直线感应电动机发热的物理概念出发，引入有限元法和网络拓扑法两种计算模型。比较两种方法在圆筒型直线感应电动机温度场计算中的优劣。     

利用整体毛细管X光半会聚透镜会聚同步辐射

为了进一步开展基于整体毛细管X光半会聚透镜和同步辐射的微区X射线分析,利用整体毛细管X光半会聚透镜和超环面镜的组合会聚了同步辐射。在8 keV能量点,利用超环面镜,将面积为2.3 mm×26 mm,竖直发散度和水平发散度分别近似为0和1.1 mrad的同步辐射光束会聚为面积为0.9 mm×0.3 mm,水平和竖直发散度分别为1.4 mrad和0.1 mrad的束斑,然后利用整体毛细管X光半会聚透镜将束斑会聚成直径为21.4μm的微焦斑,该整体毛细管X光半会聚透镜对束斑的传输效率为7.9%,该透镜焦距和焦斑处单位面积上的强度(功率密度)增益分别为13.3 mm和59。     

双螺母调焦机构的运动仿真

调焦机构是光学系统调整的必要机构,本文使用运动学和动力学仿真软件ADAMS,针对双螺母结构的调焦机构进行了运动学仿真,得到了调焦镜的运动规律,并分析了不同的旋转速度对调焦镜产生的冲击力大小,为调焦镜的瞬态受力分析奠定了基础.     

直线电机驱动的经纬仪调焦机构设计

传统的凸轮调焦机构和丝杆丝母调焦机构存在结构复杂;加工、装调难度大;在传动链中引入齿轮传动,不可避免的会产生空回现象,进而导致整个机构存在传动效率低、响应速度慢、重复定位精度差等问题。为了弥补传统调焦机构的不足,设计了一种直线电机驱动的调焦机构,给出了新调焦机构的设计计算过程。直线电机驱动的调焦机构已成功应用于光电经纬仪中。实验证明,该机构的重复定位精度〈0.004mm,优于传统的调焦机构。     

彩色显像管中主聚焦透镜的研究

在COTY系统中,采用XL透镜来改善会聚性能,减小会聚/聚焦之间的矛盾。XL透镜可以在不损失聚焦性能的前提下缩小束间距提高会聚特性。但是在XL透镜中边束像差比中束大得多,为了进一步降低像差,本文提出在XL电子枪中采用OLF透镜来扩大透镜的孔径,改善分辨率。本文给出了三维计算机程序,对主聚焦透镜进行三维计算,得到了球差系数和其它光学参量。这些数据证实了在新的方案中球差确实被降低,而且会聚特性也得以改善。     

点聚焦透镜天线分辨率的分析与测量

采用波动理论方法分析了平面电磁波经点聚焦透镜天线会聚后焦斑大小和横向空间分辨率，得出了此类天线在会聚点的天线特性与平面口径天线在无穷远处的天线特性的关系，提出了透镜天线分辨率的一种测量方法。通过实测，测量结果和理论较为吻合。     

耦合腔行波管PPM聚焦系统横向磁场分析

借助三维静磁场分析软件,模拟仿真了两种非旋转对称PPM聚焦系统的内部磁场：极靴耦合槽分别呈180°和0°排列。根据仿真结果分析了阿良莫夫斯基关于PPM聚焦系统磁场实验中的横向磁场成因;总结了铁制加载头对PPM聚焦系统横向磁场的改善效果以及对磁饱和的影响。最后归纳出横向磁场的3种成因,分别阐述了铁制加载头对其影响;给出了...     

基于FPGA+单片机的调焦变倍系统设计

在光电探测领域中以往对相机调焦变倍多采用单片机( MCU)控制完成,其优点在于易于编程实现.因为要求实时控制相机的变倍、调焦,其程序的编写多采用查询方式实现,这就使单片机始终处于十分繁忙的状态,利用率降低,此外当调焦、变倍电机到达限位位置时,由于单片机是采用查询方式工作,这就导致电机到达限位与实际停止电机转动之间存在时间差,这种时间差导致电机发生堵转,容易把电机或调焦变倍驱动机构烧毁.文章采用单片机+FPGA方式进行调焦变倍控制,单片机负责通信,FPGA根据命令实现调焦变倍控制.FPGA实现调焦变倍的优势在于响应速度更快、此外能够真正实现控制电机运转和监测电机运行状态同时进行,当电机运行到限位位置能够及时停止电机运转,有效避免堵转现象发生.     

多棱镜激光扫描非球面透镜聚焦系统研究

为了提高激光打孔生产质量和降低生产成本,提出了一种多棱镜旋转扫描非球面透镜聚焦在线打孔方案。系统将CO2激光器发出的连续光束经光调制器入射在多棱镜的其中一个表面上,光束经过反射依次扫入聚焦透镜组中。由于轴外像差和扫描速度失真会引起聚焦光斑的线性畸变,从而导致打孔形状的变化,通过选取非球面透镜对光束整形,在聚焦同时调整聚焦光斑的形状以控制打孔的形状。结果表明,在扫描系统中线性误差可控制在0.5%内,打孔大小形状满足生产要求,与传统激光打孔方式相比,提高了打孔的质量与效率。     

扭曲高斯-谢尔模型光束通过有限尺寸透镜的聚焦特性

用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分对扭曲高斯-谢尔模型光束通过有限尺寸透镜的聚焦特性作了详细研究。数值计算结果表明,扭曲高斯 谢尔模型光束的聚焦特性与系统菲涅耳数、光束截断参数、光束相干参数以及扭曲参数等有关。     

用双平凸薄透镜组聚焦高斯激光束

为了研究高斯激光束经过一种双平凸薄透镜组构成的复合光学系统的聚焦特性,采用矩阵光学方法,得到了高斯激光束经复合光学系统聚焦后光斑半径和像距的计算公式,结合数值计算分析了系统中各参量的变化对复合光学系统的稳定性和束腰处光斑半径的影响,并进一步讨论了高斯激光束经复合光学系统的聚焦特性。结果表明,通过控制各相关参量的取值,复合光学系统会比较稳定,能够获得较小的光斑半径;并通过实验测量,实现了聚焦半径约为2μm的突破,证明了理论分析的正确性。该研究为全固态激光器进一步的实验设计提供了依据。