高平均功率高次谐波光源的研究进展(特邀)

阿秒激光脉冲(10-18 s)具有超高的时间分辨率,可以用于实现原子分子内的电子动力学的探测,这使阿秒科学成为超快光学领域里最受关注的研究前沿。传统的钛宝石飞秒激光驱动的高次谐波阿秒脉冲平均功率较低。最近,高平均功率的掺镱激光发展迅速,为产生高功率高次谐波阿秒脉冲提供了良好的驱动源。本文回顾了近二十年高重频的高次谐波光源的平均功率和最高光子能量逐步提高的研究进展,并介绍了高重频高次谐波阿秒脉冲在泵浦探测实验和相干成像等方面的应用和前景。

舰船噪声识别(Ⅲ)──双重谱和平均功率谱的特征提取和模板图

本系列文章的工作是在舰船噪声谱图的基础上，利用模糊神经网络对舰船进行分类识别。本文是系列文章的第三篇，研究提取双重频率功率谱中调制信息的方法及建立双重谱和平均功率谱模板图。对双重谱，在每个频道中利用最小二乘法消除趋势项，对高频调制作适当补偿。包络线谱的强弱用谱线低于零频谱强度的调制深度和诺线跳出基线的相对高度来表示，并通过隶属函数转换为模糊度量。双重谱模板图记忆了稳定出现的调制线谱和相对应的调制强度。平均功率谱的模板图记忆了多个典型样本的谱均值和对应的标准离差。

高平均功率电能激光器研究进展

高平均功率电能激光器在工业加工和定向能量传输、国防军事、激光钻油井等领域具有重要的应用前景,而且有效率高、结构紧凑灵活、热管理方便、后勤保障容易等优点。广泛关注了近几年来国外高平均功率电能激光器的研究进展,包括固体激光器、光纤激光器、液体激光器、自由电子激光器、碱金属蒸汽激光器、二氧化碳激光器及基于固体和光纤、半导体激光器的相干合成、非相干合成、光谱合成。在介绍了各种激光器工作原理和关键技术的基础上,详细分析了高平均功率电能激光器面临的技术挑战及未来的发展趋势。

基于平均功率法的游梁式抽油机功率曲线法调平衡模型

利用功率曲线数据进行游梁式抽油机调平衡的方法,是对电流法、示功图扭矩法等调平衡方法的补充。随着功率测试的普及,该方法的研究越来越受到重视。分析上、下冲程中曲柄平衡块对曲柄轴做功的平均平衡功率与曲柄平衡块位置的关系,结合平均电动机输出功率变化量与曲柄平衡块对曲柄轴做功的平均平衡功率变化量的关系,依据上、下冲程中平均电动机输出功率相等的平衡准则,建立了曲柄平衡抽油机平均功率法平衡调整量计算模型。结合现场生产状况,对模型进行说明与应用拓展,进一步提高模型的实用性。实例计算结果表明,该模型达到上、下冲程平均电机输出功率相等的要求,同时整个冲程中的电机均方根功率由9.444 4 k W减小到8.423 7 k W,有利于抽油机节能运行。

高平均功率面阵二极管激光器散热分析

采用三维有限元法分析了面阵二极管激光器背冷式封装结构的散热效率 ,对次热沉厚度 ,冷却器结构参数进行了优化设计 ,计算结果表明 ,优化设计后的封装结构 ,可满足面功率密度为5 0 0 W/cm2 ,占空比为 2 0

高平均功率开关实验平台的研制

为了开展高功率重复频率气体开关研究 ,研制了一个高平均功率开关实验平台 ,并介绍了实验平台各关键部分的设计要点。其工作参数为 :平均功率 10 0 k W,输出电压10 0 k V ,重复频率 0～ 10 Hz,主放电回路峰值电流 85 k A,电荷传递量 0 .6 C/脉冲。充电电源的设计中采用了大功率恒流充电技术 ,具有充电效率高、控制灵活的优点 ;非均匀脉冲形成网络的设计 。

降低FSO-OFDM系统峰值平均功率比研究

虽然OFDM调制技术在射频领域中已得到了广泛的研究,但在无线光领域中的研究才刚开始。由于FSO-OFDM系统中采用马赫-曾德尔(MZM)调制器进行电光转换,该调制器的转移特性曲线为余弦函数,存在很大的非线性问题,因此,FSO-OFDM系统比射频OFDM系统对PAPR更加敏感。为了降低系统PAPR,重点研究了基于Golay互补序列和Reed-Muller码的编码类降低PAPR的算法,对输入的二进制序列进行编码,产生Golay互补序列作为传输码字,来降低系统PAPR,并通过MonteCarlo方法对其进行了仿真验证,结果表明该算法在QPSK系统中可以将峰值功率控制在3 dB以下,在QAM系统中峰值功率可以降低至4.5 dB。

用于高平均功率FEL的DC-SC光阴极注入器

为获得用于高平均功率自由电子激光 (FEL)的高平均流强电子束 ,设计了一种新型的 DC- SC光阴极注入器 ,并对其进行了优化设计和束流动力学研究。该注入器由皮尔斯直流引出结构、1+1/ 2超导腔和同轴功率耦合系统组成 ,可以提供高品质、CW模式或高占空比的电子束。模拟和优化结果表明 DC- SC光阴极注入器完全可以用于高平均功率自由电子激光。

高平均功率电光开关晶体热畸变分析

深入分析了方板构型的电光开关晶体在高功率载荷条件下的热畸变行为,讨论了光强分布对热效应的影响。以KDP晶体为例,分别计算了激光束光强为高斯分布和均匀分布时晶体的温升、相应的热应力分布、波前畸变以及热退偏。结果表明,光强的分布形式对波前畸变和热退偏的影响是不同的。相对于光强均匀分布的激光束,高斯光束减缓了光斑边沿处的温度梯度,产生的热应力较小,因此可以减弱热退偏效应;另一方面,在光束口径范围内,高斯光束产生了附加的温度分布非均匀性,因而波前畸变会大一些。

高平均功率自由电子激光太赫兹源波荡器物理设计

讨论了高平均功率自由电子激光太赫兹源波荡器的物理设计,在确定了波荡器周期、周期数、峰值磁场强度范围和调制参数范围等总体参数后,选用混合型Halbach结构为波荡器的基本结构,永磁块长宽高为8cm×1.3cm×6cm,磁极长宽高为5cm×0.6cm×4.8cm。波荡器工作在变间隙模式下,间隙为1.81～3.05cm时,波荡器峰值磁场为0.529～0.184T,好场区为3.02～2.13cm。同时,考虑到波荡器磁场误差对自由电子激光的影响,提出了波荡器各参数误差,并对波荡器端部设计进行了重点讨论。

一种降低OFDM信号峰值平均功率比的优化算法

提出了一种基于分割传输序列(PTS)改善正交频分复用信号峰值平均功率比(PAPR)的优化算法.仿真表明优化算法与传统的PTS相比,大大降低了系统的复杂性,实现更加容易,而它所带来的PAPR牺牲非常小.

高平均功率开关晶体热力学特性有限元分析

基于有限元数值方法,就不同的光强分布模型以及电光晶体固定或自由的边界条件,模拟分析了KDP,DKDP,LiNbO3,BBO开关晶体材料在高平均功率激光负载下的热力学特性。结果表明:激光作用数s后,温升分布基本与光强分布一致;晶体表面的最大轴向位移和最大拉应力随光斑填充因子增大而增大;晶体的力学边界约束对最大轴向位移及最大拉热应力的影响随着光斑填充因子的增大而增强;在相同的入射激光光源及相同的边界条件下,KDP上的温升最大,热畸变最严重,DKDP次之,而LiNbO3和BBO具有较低的温升值或较低的热形变和热应力。

平均功率普克尔盒热效应数值模拟及应力双折射补偿

高能重复频率运转条件下,用作激光隔离、多程放大控制的关键单元普克尔盒遇到了通光口径限制与热效应的双重挑战。在分析电光晶体由于光吸收引起的温度场应变场的基础上,给出电光开关应用于平均功率激光系统中时,透射激光的波前畸变及退偏损耗。当入射激光为50 J\10 Hz,光束口径为60 mm×60 mm,填充因子为0.8时,波前畸变峰谷值为0.22λ,最大退偏损耗为3.7%。最后针对纵向电光效应等离子体电光开关,提出了热应力双折射补偿的方案。结果显示:补偿后的电光开关消除了热引起的退偏损耗,同时驱动电压为传统纵向电光效应半波电压的一半,降低了输出高电压脉冲电光开关驱动电源的设计难度。

利用叠加定理计算平均功率的适用性探讨

统一采用平均功率的计算通式"P=1/T∫T0uidt"对线性单一频率激励电路和不同频率激励下电路的平均功率进行计算,对照相应电路利用叠加定理计算平均功率的结论,指出叠加定理在计算电路平均功率时的适用性条件.

主动肌和拮抗肌功能转变瞬间的肌电平均功率频率变化

目的:通过对主动肌和拮抗肌功能转变瞬间肌电平均功率频率的观察,探讨中枢控制因素在决定MPF变化中的独立性作用。方法:10名健康男性志愿者在完成60%MVC强度的疲劳性等长屈肘运动负荷试验后,瞬间转变肌肉工作性质,完成60%MVC强度的疲劳性等长伸肘运动,分别记录肱二头肌和肱三头肌的sEMG信号,观察两次疲劳试验以及瞬间转变过程中肌电MPF等sENG指标变化。结果:等长屈肘和等长伸肘快速转变的瞬间,主动肌和拮抗肌MPF等各项sEMG信号分析指标均发生了显著性改变,表现出明显的跃变现象;无论是转变之前,还是转变之后的等长疲劳试验过程中,主动肌与拮抗肌的MPF、C(n)和%DET均表现出类似的变化规律,而拮抗肌AEMG则维持相对恒定。结论:中枢运动控制是导致疲劳过程中MPF单调递减变化的独立性作用因素,其可能的作用机制是CNS将主动肌与拮抗肌作为一组控制肌群实施同步控制。

基于平均功率控制的中频逆变器主从并联系统研究

在航空航天等特殊应用领域里通常需要电源系统提供高质量、高可靠性的400 Hz中频交流电源输出,而逆变器的并联控制技术可实现冗余供电和大容量供电,是当今逆变电源发展的重要方向之一。首先,对逆变器主从并联系统的整体结构进行分析和设计以实现良好的信号传输和冗余控制;其次,针对单台中频逆变器模块,采用了基本PR控制器的电压电流双闭环控制策略以改善其输出特性;随后,对基于平均功率控制策略的逆变器主从并联系统进行系统分析,并在从机控制系统里引入虚拟阻抗以改善其输出特性;最后,通过仿真和实验验证逆变器并联系统结构和控制策略的可行性。

基于MSLM的MIMO-OFDM系统峰值平均功率比减小方案

提出了一种基于多选择性映射(MSLM)的多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统的PAPR减小方法。该方法在MIMO-OFDM系统的发送端对发送数据进行等分分组扰码,分组扰码后可以降低PAPR,同时也减少了计算量。仿真结果表明,在没有误码率损失的前提下,当选择支路数为16、互补累积分布函数为10-3时,MSLM方法的PAPR优于传统的SLM(CSLM)方法1.3dB。

采用峰值平均功率比的低信噪比水下多目标检测方法

针对信息论准则多目标检测方法在低信噪比水下应用环境中不能正确检测目标源个数的问题,提出了基于峰值平均功率比(PAR)的多目标检测方法(PARTC).该方法首先使用相关矩阵特征向量对水下基阵接收数据加权计算阵列加权输出数据,然后计算加权输出数据的PAR并对PAR进行降序排列,由于纯噪声加权输出数据的PAR呈线性分布,并且其平均梯度与快拍数无关,存在信号时的加权输出数据的PAR梯度大于纯噪声加权输出数据的PAR梯度,因此可根据该信息判定信号源个数.八元阵的仿真结果表明,PARTC方法在在低信噪比、小快拍和小信号源夹角情况下的多目标正确检测概率大于信息论准则和最小描述长度多目标检测方法,并且运算量适中,水下应用前景广阔.

基于平均功率的UPS并联系统均流设计

介绍了一种基于平均功率的并联UPS系统均流控制方法,通过控制逆变输出电压幅值、相角以及直流分量实现均流控制。并联系统通过CAN总线进行通讯,提高了系统的抗干扰能力和可靠性。两台30kVA三相四线UPS并联系统设计与试验证明,该控制方法可以取得良好的并联均流效果。

一种新型S波段高平均功率宽带速调管

该文介绍了一种新型S波段高平均功率宽带速调管的主要设计思想、模拟计算结果和实验结果。文中提出了具有理想高频通过率的高平均功率宽带速调管电子光学系统的验证方法,以及联合使用2.5D Arsenal-MSN code和KLY6两种软件去除带内功率凹点和改善高频性能的方法。最终的实验测试结果表明,这些方法是有效的。