中性粒子标定源中聚焦系统的研究

设计了用于中性粒子标定源的聚焦系统.利用三维电磁仿真软件CST对束流在中性粒子标定源中的输运情况进行了模拟,研究了单透镜与加速管之间的距离、聚焦电压和加速电压的改变对束流轨迹的影响.在离子源测试装置上利用塑料闪烁体对束流剖面进行了初步测定,测试结果与模拟计算相符合.文中得到的数据对中性粒子分析器的标定具有重要参考价值.     

使用永磁透镜减小永磁微波离子源引出束流发散的研究

介绍了北京大学重离子物理研究所2.45GHz袖珍永磁微波离子源引出系统的一项改进,即在距该离子源永磁环9cm处加一个长为10cm的永磁透镜。通过计算机模拟和实际测量,对增加此透镜前后比较了磁场分布的变化。模拟计算和实验结果表明,永磁透镜产生的磁场可以有效地聚焦引出的束流,减小引出束流的束斑尺寸。与电磁螺线管透镜相比,该项改进简化了束流传输系统,节省了电功率,并有利于改善离子源区的真空。     

使用永磁透镜减小永磁微波离子源引出束流发散的研究

介绍了北京大学重离子物理研究所2.45GHz袖珍永磁微波离子源引出系统的一项改进,即在距该离子源永磁环9cm处加一个长为10cm的永磁透镜.通过计算机模拟和实际测量,对增加此透镜前后比较了磁场分布的变化.模拟计算和实验结果表明,永磁透镜产生的磁场可以有效地聚焦引出的束流,减小引出束流的束斑尺寸.与电磁螺线管透镜相比,该项改进简化了束流传输系统,节省了电功率,并有利于改善离子源区的真空.     

0.2μm聚焦离子束系统中电源稳定度的研究

为了在所研制的二级透镜聚焦离子束系统中获得直径小于０．２μｍ的稳定束斑，并进行亚微米微细加工，分析了影响束斑大小及稳定性的因素，并着重从像差、散焦和漂移的角度，利用理论分析和模拟计算，研究了决定系统光学性能的离子源、离子引出极、预聚焦极、聚焦极所用高压电源及电对中、消像散透镜、偏转器所用低压电源的稳定度对离子束径的影响，得到了束直径小于０．２μｍ时电源必须达到的稳定度，即高压电源的纹波系数１×１０－４～１×１０－５，低压电源的纹波系数６×１０－４～１×１０－４。     

复旦大学新核微探针——系统建设与束流光学计算

微束是由9SDH－2串列加速器引出的高能离子，经过三元四极透镜聚焦后，得到线度为μm量级的离子束；由多个探测器构成的探测系统，可进行PIXE，RBS，STIM等分析，便于核微探针系统开展与材料、环境、生物等学科交叉的研究。为了获得尽可能小的束径，根据新核微探针系统的具体几何条件，进行了束流光学的模拟计算，找到了对不同能量、不同离子进行聚焦的合适的四极透镜参数，其结果直接指导新核微探针系统的安装和调试。     

光波导短程透镜基点与主面研究

提出对光波导短程透镜传输理论进行系统研究的思想，推导出短程透镜基点（包括焦点和主点）、主面与焦距的表达式。研究了其焦点、主面的特殊性质，并与传统光学透镜的有关参量进行对比，得出消球差短程透镜下不仅对近轴光线，而且对离轴光线均可实现理想聚焦，以及主平面为一段圆弧的特性，这一工作为短程透镜系统传输理论的建立打下了基础，适用于含短程透镜的系统设计与计算。     

光波导短程透镜物像关系求取的作图方法

利用短程透镜（ＧＬ）焦点、焦平面、焦距、主点、主平面等的表达式,根据短程透镜在大口径范围内理想聚信,主要为以焦点为圆心、以焦距为半径、在原点相切的两个圆弧等性质,推导了短程透镜物像关系的作图法求取原则。这一原则不仅可以在近轴区成立,而且在远轴区亦成立,弥补了以往短程透镜仅有针对特定共轭物像点的传递关系的缺陷,大大方便了短程透镜在所需系统中的应用,分析认为,消球差短程透镜设计从焦距是常数为出发点来进行更为有利。     

LED光源气溶胶探测雷达光学准直结构优化设计

针对LED光源气溶胶探测光学雷达光能利用率偏低的问题,设计一种新型的雷达结构。它由双自由曲面准直匀光透镜和带有非球面镜的Kepler系统二级准直系统构成。准直透镜和Kepler系统前组单透镜使光聚焦于光阑处,再由带有非球面镜的透镜组准直出射。设计的仿真结果表明:光束发散角控制在3°以内,光能利用率达到43.027%,机械总长为207mm,与现有结构相比,光能利用率提高了12%,结构更为紧凑。     

微光点阴极射线管的研制

高分辨能力、高精度微光点阴极射线管的研制关键，在于高精度高分辨能力的电子枪的设计和研制。木文着重介绍了：１．利用玻壳内壁的导电涂层构成的大孔径、小球差的玻壳主聚焦透镜的设计原理；２．玻壳主透镜在工艺实现中的特殊困难——玻壳炸裂和轴上象散；３．玻壳真空精密成形工艺如何较好地实现了玻壳主透镜的高精度和高强度、最后给出了测试结果。     

静电加速器用高频离子源的设计与调试

设计和调试了一台4MV静电加速器用高频离子源;研究了诸因素对离子源起弧的影响;测试并分析了束流与振荡器板压、离子源气压和引出电压的关系;在580V板压、8×10-4Pa气压1、.65kV引出电压和21kV聚焦电压的状态下,得到了束流为178μA的稳定离子束.     

一种基于光线漂移补偿的导轨角度误差测量方法

提出了一种带有光线漂移补偿的测量导轨俯仰角误差、偏摆角误差的方法及系统.将平面反射镜作为角度测量敏感元件,利用二维位置敏感探测器(PSD)和透镜组合来实时监测激光器本身所引起的光线角度漂移.实验结果表明:使用本系统测量导轨的角度误差,由激光器本身所引起的光线角度漂移对导轨偏摆角及俯仰角误差的影响可分别减少89.3%和69.2%,进一步提高了导轨角度误差测量的精度.     

车载激光捷联惯导系统的快速初始对准及误差分析

研究车载激光陀螺捷联惯导系统的快速初始对准技术,采用双位置对准的技术方案,给出了双位置初始对准的基本原理及软件流程,对对准精度 实际测试,并对影响对准精度的误差源进行了分析,双位置对准方案,消除了陀螺常值漂移和加速度计零偏对对准精度的影响。     

激光热透镜效应及其在痕量分析中的应用

文中介绍激光热透镜效应及其在痕量分析中应用的国内外近况,并建立了利用单光束法,以检测激光束远场中心光强相对变化为测量手段的系统。本测量系统由传感器、峰值保持器、A/D及微机等构成,可用于测量液态样品中物质的极弱光吸收。     

条形射频源大口径离子束刻蚀机性能

针对大尺寸基底往复扫描条形离子束来实现大面积刻蚀的特点，实验测试了基于射频感应耦合等离子体离子源大型离子束刻蚀机的性能．利用法拉第筒扫描探测系统在线测量束流密度，通过控制气体流量、调节加速电压等，得到了纵向束流密度±5．3%均匀性的较好结果．刻蚀实验表明40cm长度范围刻蚀深度均匀性为±5．4%，同时具有较好的束流稳定性．添加束阑，并结合掩模修正束流，会得到更好的束流密度与刻蚀深度均匀性．     

提高激光准直精度的一种有效措施

提出运用三点法补偿激光束不稳定性误差，在时间和空上获得较稳定的激光束。进行了理论分析。实验研究证明运用这种方法可降低准直测量的不确定度近一个数量级。     

离子透镜程序及其应用

离子透镜程序 ( IL P)用来模拟平面对称或轴对称的静电场作用下的电场分布以及离子在电场中的运动轨迹。作者所开发的 ILP,其电场分布计算采用有限差分法。IL P面向实际应用 ,适合于不同电极尺寸、不同初始条件下的静电场分布计算和离子轨迹模拟 ,给出系统终点时的束流半径、散角、能量等参数。ILP可用于离子源、电子枪等装置的引出加速系统设计及参数验证。ILP被应用于两个不同系统的静电场计算 ,其结果与实际情况符合     

基于全局优装法的共轴光学系统装调研究

以共轴光学系统中圆柱形零件圆环形装配平面为研究对象,研究了装调中多零件对接时基准轴的角偏误差传递与补偿原理.首先分析了共轴光学系统的实际装调方法和典型定中心基准轴传递路径.然后基于误差测量和最小二乘法,确定拟合圆环形装配平面方程.运用几何变换理论得到精确描述单个零件底面和顶面的角偏误差的变换矩阵,以及两零件装配时结合面上两坐标系间的变换矩阵,建立了多零件装配时始末法线角偏误差与相对装入角度的显式函数关系.针对不同类型的定中心基准轴传递路径,采用不同的遗传算法方案实现了对始末法线角的优化,提出了求解相对装入角度允许误差的方法.最后提出了一种基于全局优装法的共轴光学系统装调方法,并以某共轴光学系统为例,验证了本文方法的可行性与实用性.     

离子电流检测系统的抗干扰设计

发动机复杂的工作环境必然对利用离子电流检测技术实现发动机的燃烧状况进行实时监测造成干扰.为此对整个离子电流检测系统进行了抗干扰优化设计.在一台SI-HCCI(spark ignition-homogeneous charge compression ignition)发动机上进行试验研究,试验结果表明,高压隔离模块很好地保护了采集系统;电容点火隔离方法可以减少信号中的背景干扰;电容检测法无法准确反映发动机的爆震现象;采用软件消除零点漂移的方法取得了很好的效果;采用了优化后的离子电流检测系统,HCCI离子电流的信噪比显著提高.