加速管中离子运动轨迹的计算

根据静电透镜的聚焦规律 ,采用微元模型进行积分 ,导出了加速管中离子的运动轨迹 ,并根据轨迹特性对加速管的聚焦效应进行了讨论。结果显示 ,加速管对离子轨迹的聚焦效应受离子入射角和电极粗细的影响很大 ,但几乎与其电极数量无关。

旋转液体实验装置的设计

对如何利用旋转液体这一有趣现象进行物理实验作了探索 ,设计出一套用于进行旋转液体实验的仪器 ,并介绍了该仪器的设计思路及特点 .

红外镜头跌落冲击仿真及缓冲包装方法选择研究

基于显式动力分析理论,对某款红外镜头及其包装件进行跌落仿真分析,提取镜头整体,大、小镜片在每个时刻的最大应力,在MATLAB中生成曲线,得出在初始时刻,大镜片上的应力大于小镜片上的,而在结束阶段,情况相反,从而引发了设计者对镜片安装处镜筒的壁厚设计的思考;以硬质PU泡沫作为此类红外镜头的缓冲包装,在保护产品抵抗冲击方面,采用局部缓冲优于全面缓冲。并将局部缓冲下大、小镜片中心点Z向加速度峰值与裸机的作比较,发现该缓冲方法对峰值的削弱效果非常明显。最后将局部缓冲包装件放入瓦楞纸箱进行跌落试验,且能通过。这种基于仿真的设计方法为红外产品结构设计及缓冲包装方法的选择提供了一种有效的研究手段。

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。

光纤强度调制加速度传感器的研究

设计了一种透射式强度调制光纤加速度传感器,利用带尾纤的准直器(内置自聚焦透镜)直接作敏感质量块,采用双准直器组接收,经过加、减及比值运算,提高了光路的光耦合效率并使光源扰动及微弯损耗干扰的影响得到有效补偿,给出了模拟计算和初步实验结果。模拟计算和实验数据表明,该加速度传感器具有良好的线性度、一致性和稳定性。

HI-13串列加速器AMS交替注入系统研制

介绍HI 1 3串列加速器AMS离子交替注入系统的结构及主要部件的设计 ,给出了部分测量结果。

加速器间隙透镜电压稳定装置的研制

:在5SDH串列静电加速器中,采用串联电压补偿方法对间隙透镜16kV电压进行稳定,从而提高了束流的稳定性。

加速静电透镜的传输模拟

由于强流束较强的空间电荷效应,强流束的传输一直是备受关注的问题。基于加速静电透镜的强流束传输和模拟迭代等理论,编写了加速静电透镜的束流传输模拟程序ATLENS,ATLENS适用于强流束在静电透镜中传输的模拟计算。在不同束流流强条件下,用ATLENS与TRANSPORT、PARMELA等程序进行了模拟计算,并对模拟结果进行了比较分析。结果表明:随着束流流强增大,束流包络曲线横向发散变显著,非自洽解与自洽解的偏差增大。

双圆筒加速透镜中强流束传输的模拟

用矩阵法分析非强流束流与强流束流在双圆筒加速透镜中的传输,编写束流在双圆筒加速透镜等元件中传输的计算程序DCALENS.采用优化方法实现给定的光学条件,用迭代方法计算强流束传输获得自洽解.在不同束流流强条件下,用DCALENS程序进行模拟计算,并对模拟结果进行比较分析.结果表明:束流流强越大,束流包络曲线横向发散越显著,空间电荷力越强;束流流强大于2 A时,束流包络曲线发散明显.

直线感应加速器间隙中的径向聚焦

在直线感应加速器间隙中的电场的聚焦特性与在双圆筒静电透镜中的电场的聚焦特性相同。在非相对论情况下,对双圆筒静电透镜的聚焦性质已有系统的研究。本文提出相对论情况下双圆筒静电透镜的聚焦性质,得出在薄透镜近似下的解析公式,并给出计算实例及与数值积分计算相比较。结果表明,在实际应用的范围内,解析公式具有足够的精确度。

透镜加速运动时像的运动规律的探讨

普通照相机是通过移动镜头的方法成像.作为类似的情况,推导了凸透镜沿主光轴做匀加速直线运动时,像的速度和加速度随时间的变化规律,并且通过函数关系式描述和曲线图型化处理,使像的复杂动态变化规律比较清晰地体现出来,其物理意义也更加清晰.

艾里光束横向加速特性的实验研究

作为一种新型的奇异光束,艾里光束最引人注目的光学性质是:在传输过程中具有横向加速的特点,这很像重力作用下弹丸的运动轨道,因此被称作加速光束。本文在实验产生艾里光束的基础上,给出了控制艾里光束加速度的方法,研究结果为拓展艾里光束的应用范围奠定基础。

智能手机实现虚拟角规的原理与设计

分析了利用智能手机摄像头实现虚拟角规测树功能的原理,讨论了实像尺寸偏差和虚拟角规缺口的关系,给出了计算虚拟角规缺口在摄像头中的实像公式,并结合智能手机中的加速度传感器设计了虚拟角规自动改平功能,为开发智能手机在林业行业中的应用进行了有意尝试。

步进电机驱动的直线变倍成像系统研究

为了满足无人机光电载荷的体积和重量要求,并有效解决传统凸轮机构加工精度要求高、系统易产生机械振荡等问题,提高系统的响应速度和变焦精度,对基于步进电机驱动实现连续变焦的直线变倍成像系统进行研究。采用二相混合式步进电机驱动实现机械补偿式变焦系统的变焦聚焦功能。首先,本文研究了基于步进电机的直线变倍成像系统的工作原理与构成,完成硬件平台的搭建,利用单片机控制实现步进电机的加减速过程。然后构造适合本系统的图像清晰度评价函数,并采用扫描反馈搜索算法完成对镜头焦距值的标定,将标定结果载入聚焦算法。最后,完成系统的性能测试。测试结果显示,采用速度控制模型后,步进电机的定位误差显著降低,范围在0.010 mm以下,整个系统的变焦精度远远小于1%,而且光学性能和外场拍摄性能较好。该基于步进电机的直线变倍成像系统满足无人机光电载荷的适用性要求。

螺线管透镜对加速管束流匹配的影响研究

螺线管透镜具有轴对称性、结构尺寸小等优点,在束流传输系统中得到了广泛应用,然而螺线管透镜磁场的非线性部分(像差)会导致束流发射度增长,降低束流的传输效率。本文采用TRACK程序模拟,研究了螺线管透镜像差与束流发射度增长的关系,发现束流发射度的增长与磁透镜的磁感应强度有关,同时优化螺线管透镜的磁场均匀性有效抑制了束流发射度增长。此外,基于一种磁场均匀度较高的螺线管透镜研究了离子源引出系统与加速管的束流匹配过程,结果表明相比汇聚入射束和准平行入射束,发散入射束通过加速管后的束流包络较小,束流发散相对较缓慢。

一种抑制高压加速管电子负载效应的新方法

电子负载效应在高压加速管中是需要避免的,因为电子负载效应往往会造成加速管中出现大量的电子流,使得高压难以继续升高,而电子负载效应与加速管中的杂散粒子倍增有关。本文介绍了如何利用透镜电场抑制电子负载效应。通过不等梯度电位形成透镜电场,透镜电场对中心轴上加速的粒子不造成影响,而对远离主轴的杂散粒子起到消散的作用,可以有效地阻止这些杂散粒子长距离飞越,减弱杂散粒子的倍增能力。可见透镜电场能够对电子负载效应起到抑制的作用。

基于动态规划的对焦步进电机控制

为了解决STM(steppermotor)镜头中步进电机低频对焦慢、高频失步跑焦的问题,通过分析对焦过程中电机的加减速动作,结合步进电机加减速曲线,设计了一种适用于STM镜头驱动的步进电机开环控制算法。算法根据步进电机速度在单位控制周期内不变,把步进电机位置控制问题转换为单位控制周期内脉冲输出问题,实现了速度控制与位置控制的巧妙结合。设计并搭建了STM镜头对焦电机控制电路,工程实验结果表明:该算法提高了步进电机开环控制的精度,有效地减小了由于步进电机过冲和失步带来的跑焦问题。

热场发射扫描电镜中的复合物镜和镜筒内探测系统

为了解释镜筒内探测器对信号发射角衬度反映的依赖,借助光镜像差类比方法解释物镜和探测系统协调工作以探测信号的原理,最后分析了两种当前使用复合物镜的探测系统。以上研究表明,在当代热场发射扫描电镜中,借助物镜的磁场和电场,物镜和探测系统协同能够实现筛分和过滤信号的目的,使用光镜类比可以成功地理解各种镜筒内探测器对信号的接收情况。

高能质子照相的研究进展

高能闪光照相是诊断致密物质内部几何结构和物理特性的最有效技术.高能质子照相在穿透能力、材料识别、空间分辨率等方面都优于X射线照相,已经成为美国先进流体动力学试验装置的优先发展对象.文章详细介绍了高能质子照相方案及其研究进展.

静电粒子加速器中束流光路的计算与设计

设计、优化静电加速器需要对其束流光路进行精确计算,现有束流输运程序不能对束流经过某些复杂结构极面的电磁元件进行模拟。该文比较了不同输运程序,扩展了通常仅用于模拟离子源引出的Igun程序,对束流经过静电透镜进行了计算。根据Poisson/Superfish、Parmela程序的特点,对特殊的静电元件,用前者计算电场,再导入Parmela程序进行整个光路的模拟计算。该方法可以计算束流经过复杂极面的电磁元件作用后的传输特性。实例计算表明,靶点束斑直径约为1cm,与实际测量结果比较吻合。