基于单一元件产生太赫兹无衍射波束技术研究

提出了一种新型的光学元件,可以产生与元件具有一定距离的无衍射波束。普通轴棱锥的横截面为等腰三角形,通过在两个腰上限定抛物线进行元件设计,采用3D打印技术制作了不同结构参数的光学元件。角谱理论的仿真计算结果以及在0.1 THz频率下进行的实验结果,都清晰地表明了产生的无衍射波束与元件之间具有一定距离。利用空间频谱对元件的波束行为进行分析,结果表明,该元件产生了一种新型的无衍射波束,根据元件的空频形状,将元件产生的无衍射波束命名为“梳状空频无衍射波束”。

具有时间分辨能力的强流电子束束剖面测量系统

高能强流电子束的束参数测量是加速器研制过程中重要的一项测量工作,由于光学渡越辐射具有时间响应快、分辨率高等特点而被用于测量电子束的具有时间分辨能力的束剖面、发散角、能量等多个参数;通过电子束束参数的时间分辨测量则能够了解电子束产生、输运中的问题,非常有利于加速器的研究与调试。一种具有时间分辨能力的、利用光学渡越辐射进行高能强流电子束束斑测量的系统在中国工程物理研究院被建立起来,并在12MeVLIA的电子束束斑的测量中用于电子束传输研究,该系统拍摄图像的间隔时间最小为10ns,最小的曝光时间为3ns,具有一次可以拍摄8幅图像的能力,并获得了12MeVLIA约100ns内相应的时间分辨的束斑变化情况,观察到了一些过去未观察到的现象,为加速器的研究提供了又一个新测试方法。

基于MATLAB的锥形束CT图像去噪研究

目的:锥形束CT既是一种全新的CT成像技术,也是图像引导下放射治疗系统的关键设备。针对锥形束CT图像的低对比度,散射伪影较大的缺陷,在MATLAB平台上对CBCT去噪方法进行研究和探讨,以寻找合适的锥形束CT去噪方法。方法:首先应用不同去噪方法,如邻域平滑,中值滤波,小波去噪方法等;再应用Contourlet变换进行锥形束CT去噪,设计不同的拉普拉斯塔式滤波器和二维方向滤波器组,寻找最优的滤波器组合;Contourlet变换是一种新的图像二维表示方法,具有多分辨率,局部定位,多方向性和近邻界采样和各向异性等性质。利用Contourlet变换在处理图像几何结构方面的优点,提取图像中边缘连续特征,来区别噪声和边缘,从而增强图像边缘和细节信息,同时抑制噪声。比较常规去噪,小波去噪,Contourlet去噪和不同滤波器组合去噪效果。结果:结合头部,胸部,盆腔各10组临床图像进行去噪效果统计和分析,表明小波阈值量化法和Contourlet法在锥形束CT图像去噪上各有优势,在Contourlet法中,滤波器组合"pkva8"和"9-7"的去噪效果最好。结论:Contourlet去噪方法和小波阈值量化法都比空间邻域平滑法,中值滤波法和普通小波去噪法有优势。而Contourlet去噪方法更能有效改进CBCT图像质量,特别是胸部图像质量的改善。

低能离子束诱导Ag表面纳米金字塔微结构

利用离子柬溅射诱导实验方法，在单晶Si（100）基底上辅助沉积银膜，研究了低能Ar＋离子束30。入射时，不同离子束能量和束流密度以及基底温度对Ag纳米结构的影响．结果表明：在较低基底温度下（32～100℃）辅助沉积银膜，膜层表面会呈现排列紧密、晶粒尺寸一致的金字塔状纳米结构．当温度升高时（32～200℃），纳米微结构横向尺寸λ2迅速增加，而粗糙度先减小（32～100℃）后迅速增大（100～200℃）；当离子束能量1400eV、束流密度15～45uA／cm2时，在相同温度下，随着离子束束流密度的增大，纳米晶粒横向尺寸基本不变，粗糙度略有增加；当离子柬流密度为15μA／cm2、能量1000～1800eV时，在相同温度下，随着离子束能量的增加，银纳米结构尺寸增加，而表面粗糙度先增加，然后缓慢减小．自组织纳米结构的转变是溅射粗糙化和表面驰豫机制相互作用的结果．

非线性网络的动力学复杂性研究

综述了非线性网络的动力学复杂性研究在网络理论、实证和应用方面所取得的主要进展和重要成果;深刻揭示了复杂网络的若干复杂性特征与基本定量规律;提出和建立了网络科学的统一混合理论体系(三部曲)和网络金字塔,并引入一类广义Farey组织的网络家族,阐明网络的复杂性-简单性与多样性-普适性之间转变关系;揭示了网络的拓扑结构特征与网络的动态特性之间关系;建立具有长程连接的规则网络的部分同步理论并应用于随机耦合的时空非线性系统的同步;提出复杂网络的动力学同步与控制多种方法;提出若干提高同步能力的模型、方法和途径,如同步最优和同步优先模型、同步与网络特征量关系、权重作用、叶子节点影响等;提出复杂混沌网络的多目标控制及具有小世界和无标度拓扑的束流输运网络的束晕-混沌控制方法;提出集群系统的自适应同步模型及蜂拥控制方法;探讨网络上拥塞与路由控制、资源博弈及不同类型网络上传播的若干规律;揭示含权经济科学家合作网及其演化特点;实证研究并揭示了多层次的高科技企业网和若干社会网络的特点;提出一种复杂网络的非平衡统计方法,把宏观网络推进到微观量子网络。

角锥喇叭天线制造工艺

介绍了不同频段、不同尺寸的角锥喇叭天线成型方法,针对传统成型方法一些不足之处以及产品轻量化设计的要求,对喇叭的成型方法又提供了三种新的制造工艺,即电子束焊、真空钎焊及碳纤维复合材料成型法。

AEROELASTIC PROPERTIES OF SANDWICH BEAM WITH PYRAMIDAL LATTICE CORE CONSIDERING GEOMETRIC NONLINEARITY IN THE SUPERSONIC AIRFLOW

The equation of motion of sandwich beam with pyramidal lattice core in the supersonic flow considering geometric nonlinearity is formulated using Hamilton＇s principle. The piston theory is used to evaluate aerodynamic pressure. The structural aeroelastic properties are analyzed using frequency- and time-domain methods, and some interesting phenomena are observed. It is noted that the flutter of sandwich beam occurs under the coupling effect of low order modes. The critical flutter aerodynamic pressure of the sandwich beam is higher than that of the isotropic beam with the same weight, length and width. The influence of inclination angle of core truss on flutter characteristic is analyzed.

激光驾束制导矩阵编码发射与接收实验系统研究

介绍了一种激光驾束制导的编码方式,相应的发射与接收及计算机控制的实验系统.这种系统的最大优点是激光发射与接收系统的结构简单,便于实现数字控制,而且只要用单元探测器就可实现,这就避免了多元探测器各单元光电特性不一致所带来的误差.对激光驾束制导矩阵编码发射与接收系统的实验研究,将为激光驾束制导系统的工程实现提供理论和实践的依据.

孝感市文化中心复杂超限结构设计

孝感市文化中心平面为椭圆形,且平面尺寸从下至上逐层扩大,是倒悬外挑结构。为解决结构外围设置钢筋混凝土斜柱、各层楼板开大洞、A、B座顶部结构相连等结构设计难题,提出以下加强措施:在与斜柱相交的内侧框架梁内设置预应力钢绞线从而简化力学模型确定楼板配筋;加强混凝土斜柱节点构造;A、B座相连的门厅通高区域柱顶设置混凝土拉梁形成水平桁架;A、B座屋盖采用曲面四角锥网架结构;A、B座之间钢雨棚采用双向交叉布置的管形翼缘钢梁。结果表明,普通钢筋混凝土斜柱方案采取上述措施后用于倒悬外挑结构可达到经济高效、安全可靠的目的;管形翼缘钢梁应用于曲面结构可实现经济美观、受力合理、与建筑造型高度统一的结构,取得良好的综合效益。

基于增材制造的民用飞机吊挂金字塔梁设计初探

介绍了某新型先进民用飞机吊挂金字塔梁的结构,分析了传力路径。采用变密度法建立结构拓扑优化数学模型,研究梁承受极限载荷时最大应力与变形发生的数值和位置。结合先进增材制造工艺,对金字塔梁进行了结构优化。

氮化硅微金字塔结构化薄膜的分光特性研究

为研究氮化硅微金字塔结构化薄膜的分光特性,使用单点金刚石切削制备微金字塔结构,结合纳米压印技术制备氮化硅微金字塔结构薄膜,对其透射率与散射进行检测。通过对底面角度可变的氮化硅微金字塔结构化薄膜的近场光场分布展开仿真分析与实验研究,基于射线追踪方法建立数值仿真模型分析结构化薄膜的近场光场分布。研究结果表明:通过调整切削方向实现对微金字塔结构阵列底面角度0°～90°的控制,检测结果证明薄膜光学微金字塔结构化薄膜可以实现对光束传播方向与能量分布的调制,改变微金字塔结构的底面角度,可以让光波按照底角的设计传播,这一现象为微光电系统的光路设计提供了更广的自由度。

全光学冷却与囚禁^(133)Cs原子玻色-爱因斯坦凝聚的可能性

综述了近年来有关蒸发冷却13 3 Cs原子样品的实验进展 ,分析了磁囚禁13 3 Cs原子玻色 爱因斯坦凝聚 (BEC)的困难 ,并在此基础上提出了一个全光型冷却与囚禁13 3 Cs原子BEC的新方案 .该方案主要由一个来自半导体激光 (λ=0 85 2 μm)的倒金字塔形中空光束重力光学囚禁 (pyramidal hollow beam gravito opticaltrap ,缩写为PHBGOT)和一个来自Ar+ 激光 ( λ =0 5 0 13μm)的圆锥形中空光束重力光学囚禁 (conical hollow beam gravito opticaltrap ,缩写为CHBGOT)组成 .在PHBGOT中 ,冷原子经历了一个有效的中空光束感应的Sisyphus冷却 (也即强度梯度冷却 )和抽运光感应的几何冷却 ,原子温度将被从磁光囚禁 (MOT)温度 (约为 6 0 μK)冷却至几个光子反冲极限 (约为2 μK) ;而在Ar+ 中空光束囚禁 (CHBGOT)中 ,冷原子将被Raman冷却或速度选择相干粒子数囚禁技术 (velocity se lectioncoherentpopulationtrap ,缩写为VSCPT)进一步冷却至光子反冲极限以下 ,并被激光频率高于原子共振频率的 (也即蓝失谐的 )covering光束压缩 .我们就PHB冷却的动力学过程进行了Monte Carlo模拟 ,并计算了Ar+ 中空光束囚禁13 3 Cs原子的光学势 .研究结果表明 ,实现一个全光学冷却与囚禁的13 3

静态偏振风成像干涉仪中光在四面角锥棱镜中的传播规律研究

简述了自行设计的新型静态偏振风成像干涉仪的原理和四面角锥棱镜的分光机理;应用光线追迹法,推导出了主截面内任意光线在棱镜中的传播方向及出射点坐标,建立了平行光束经角锥棱镜后的偏向角和透过率的理论表达式;采用计算机模拟给出了偏向角和透过率随入射角的变化关系曲线;根据静态偏振风成像干涉仪的具体参数确定了四面角锥棱镜的侧面和底面夹角以及底边长度.该研究为静态偏振风成像干涉仪的研制提供了理论依据.

SLM制备的小长径比四棱锥点阵填充轻量化研究

EHA(电静液驱动执行器)是航空飞行器中动作控制的集成核心部件,高功重比要求对多个部件进行极值轻量化设计,但是由于可填充区域尺寸受限,导致用于轻量化填充的点阵单杆长径比较小。针对现有欧拉梁理论对短粗杆计算准确性差的问题,基于铁木辛柯梁理论进行小长径比的四棱锥点阵静力学性能推导。结果表明,基于铁木辛柯梁理论的小长径比四棱锥点阵的等效弹性模量与长径比的二次方呈反比,等效屈服强度与长径比的二次方呈正比。此外,针对SLM(选择性激光熔化)工艺在激光成型方向呈现的各向异性现象,通过试验得到屈服强度随悬垂角度的各向异性数据,并将此规律拟合融入性能表征公式,以此寻优得到考虑工艺约束的四棱锥点阵填充参数。最后,采用拓扑优化和点阵填充的方法对EHA电机壳进行轻量化设计,由选区激光熔化进行增材制造,结果减重近200 g,占原模型16.3%。

具有时间分辨能力的高能强流电子束光学渡越辐射测量系统

光学渡越辐射作为高能强流电子束束流参数测量的一种方式,具有时间响应快、分辨率高等特点,可以测量电子束的束剖面、发散角、能量等多个参数;通过电子束束参数的时间分辨测量则能够了解电子束产生、运输中的问题,非常有利于加速器的研究与调试。一种具有时间分辨能力的、利用光学渡越辐射进行高能强流电子束参数测量的系统被建立起来,并应用到了18.5MeV,2.5kA,90ns的实际的电子束束参数的在线测量中,具有以10ns的时间间隔和3ns的曝光时间来获得90ns内相应的时间分辨的束发射度的变化值的能力,为加速器的研究提供了又一个强有力的测试手段。该系统具有的时间分辨能力最高到达10ns,一次可以拍摄到8幅图像,最小的曝光时间为3ns,图像分辨率为1376×1035,幅面可以达到φ80mm以上。