超强激光与等离子体作用产生自生磁场的新机制

应用多光子非线性Compton散射模型和粒子模拟程序,研究了Compton散射对等离子体中自生磁场的影响,提出了将超强入射激光脉冲和Compton散射光形成的耦合光作为形成自生磁场的新热电机制,给出了自生磁场的修正方程,并进行了仿真实验验证。结果表明:入射激光的ω0t350时(ω0和t分别是入射激光的圆频率和脉冲宽度),电子密度发生明显变化,这是由于散射使质子与电子碰撞频率增大,能量交换加快,超热电子获得更高能量,从而带动更多质子加速的缘故。自生磁场空间分布范围和强度增大,这是由于散射使等离子体碰撞频率及电子的温度和密度梯度增大的缘故。自生磁场先较快增加后指数增长,到达正饱和后缓慢减小,最后达到负饱和状态,形成对称结构。自生磁场最大值为5.3×103T,比散射前强。这是由于散射使更多粒子发生了二、三阶电离,更多超热电子形成了更强的电流,最后趋于稳定的缘故。强自生磁场处温度梯度最大,且沿y方向,电子有效温度为0.61 MeV,比散射前更接近理论结果0.63 MeV,这是散射对电子温度贡献的结果。     

球形焊点三角形排列倒装芯片底部填充的能量法研究

对于具有球形焊点且呈正三角形排列的倒装芯片,由于其待填充的空隙结构复杂,难以通过平均毛细压来建立底部填充的解析模型.因此通过能量变化来分析底部填充过程以避免平均毛细压的计算.首先分析了底部填充过程中表面能的变化、动能的变化和流道壁面对流动的阻力损耗;然后根据能量守恒定律得到了反映底部填充过程的新解析模型;最后用计算流体力学(CFD)软件对底部填充过程进行了三维数值模拟,以此验证了基于能量法的新解析模型.能量法更具有通用性,可用于研究焊点形状和排列方式复杂的倒装芯片底部填充过程.     

工艺参数对激光辅助预应力成形效率的影响

针对激光辅助预应力成形问题,建立了相应的有限元模型,并进行了实验验证。通过无量纲参数,研究了预应力水平和激光工艺参数对激光辅助预应力成形效率的影响规律。结果表明,在弹性范围内,预应力越大,成形效率越高;在扫描速度和功率密度给定的情况下,成形效率随光斑半径增加而增加;在扫描速度和光斑半径给定的情况下,成形效率随功率增加而增加;在光斑半径、输入能量给定的情况下,成形效率随扫描速度增加而增加。     

激光淬火工艺参数对层深及硬度影响敏感性研究

为了了解激光功率和扫描速度变化对淬火层深和表面硬度影响的敏感性,从实验和理论模拟两方面开展了相关研究.在满足激光输入能量相等的条件下,采用按相同倍率提高激光功率或降低扫描速度的方法,研究淬火层深和表面硬度的相应变化.研究结果表明,按相同倍率改变激光功率或扫描速度均会对层深产生明显影响,而激光功率变化的影响更大;但仅改变激光功率或扫描速度不会对表面硬度产生很大影响,相对而言,扫描速度变化对表面硬度的影响略大一些.进一步通过对激光扫描温度场及加热、冷却速度的理论模拟,对上述研究结果做出了合理的理论解释.     

大回旋电子枪中的CUSP磁场研究

会切(CUSP)磁场是产生大回旋空心CUSP电子注的关键,该文分别对CUSP磁场中双曲正切模式和Moster-Molnar模型进行探讨,通过理论分析和数值模拟,建立适合于大回旋器件用CUSP磁场的物理模型;并对CUSP磁场设计中的影响因数进行探讨;同时探讨了CUSP磁场与大回旋空心CUSP电子枪的关系,结果表明:改变CUSP磁场的阴极区磁场的变化对设计低速度零散、低纹波、高速度比值α的轴向环绕大轨迹CUSP电子枪有较大的影响。     

暴露于手机下45°人体模型内外场和能量分布的研究

本文首先建立手机模型和人体截短模型,在人机正常位置(即右手倾斜45°侧握手机)下,运用时域有限差分法计算手机和人体模型附近的电场和磁场分布及人体模型对手机能量的吸收情况。研究发现加上人体模型后,手机附近的电场和磁场较没有人体模型时有较大程度减小,尤其是靠近人体模型一侧;人体模型内部,电场的减小速度较磁场明显;手机约有40.4％的幅射能量被人体模型吸收,其中头部吸收的电磁能量占总吸收能量的52．5％,右眼比吸收率均值和脑部比吸收率峰值超出ANSI／IEEEC95．1—1992标准规定的有关限值。     

强激光驱动的运动电场加速质子的研究

为了研究激光辐射压驱动的运动电场中加速质子的相关问题,对强激光与等离子体相互作用过程进行了理论分析,并采用2维粒子模拟方法,对理论分析结果进行了数值模拟验证。结果表明,当超短超强激光脉冲与处在背景等离子体前方的薄固体平靶相互作用时,在固体靶后部形成一个由电子层-离子层组成的双层结构,在激光辐射压的不断推进下,双层结构在背景等离子体里以一定速度传播形成一个运动电场;在背景等离子体中的质子被这个运动电场捕获并能加速到很高的能量,质子的最大能量达到20GeV。理论分析结果与2维粒子模拟结果符合得很好。     

电磁波常识ABC

理论和实践都告诉我们,变化的电场和磁场是相互联系着的,即相互转化,相互依存。在电场里,磁场的任何变化会产生电场,电场的任何变化也会产生磁场。交变的电磁场不仅可以存在于电荷、电流或导体的周围,而且能够脱离电磁波的波源向远处传播。这种在空间以一定速度传播的交变电磁场,就称为电磁波。它实际上是脱离了波源的电磁能量。     

近距离激光通信链路能量分析与试验

针对收发口径固有位置偏差对城市近距离激光通信系统的影响进行了分析,建立了链路能量与固有位置误差模型,计算了不同误差下的链路能量情况,并分析了二者关系。以固有位置误差15 mm为例,计算了不同距离下的链路能量,在基础上,进行了实际的通信验证试验,给出具体试验操作流程,并得到了距离10~40 m的实测数据。实验数据表明,与理论偏差不超过0.52 dB,验证了理论能量模型的正确性。该能量模型可用于指导近距离通信端机的设计和链路搭建,同时,小型化光端机的成功研制及通信试验可有效加速城市间近距离下的民用通信领域应用。     

辐射对GaAs霍尔器件电磁参数的影响

为了深入揭示γ和β射线辐照对GaAs霍尔器件的影响规律,在无源、无磁场作用时的辐照研究基础上,又用低剂量率γ和β射线对恒流激励、无磁场和有确定磁场作用的器件进行非永久辐照,考察了输入端电阻及霍尔输出电压的变化.结果表明,无磁场作用时,γ和β射线辐照均导致器件输入端电阻增加,而且与辐照时间近似成正比;有确定磁场作用时,输入端电阻与霍尔输出电压也因辐照发生变化,但与辐照时间没有确定关系,而且变化量较小.所有变化均不因辐照停止而消失,反应了常温退火过程对辐射损伤的不可恢复性.上述结果不仅从一定程度上证实了辐射损伤理论,而且对相应的辐射防护研究具有重要的参考价值.     

风光互补移动电源

针对户外旅行爱好者可能发生的用电短缺的情况,设计了一套便携式风光互补移动电源的系统。该系统充分利用户外易于获得的风能和光能,通过风力发电机和太阳能电池板将风能和太阳能转化为电能的形式存储在锂电池中,并且电路具有过充、温度保护功能。     

风光互补发电的研究

实践证明,风能、太阳能混合供电系统在性能和成本上是最合理的独立的电源系统,其具有许多独特的优势,主要包括以下几个方面：不需要提供燃料,所占用的空间合理,不会产生污染,运行的成本低,互补系统能够提供稳定的能源。但风光互补发电系统也存在着一定的问题,风能、太阳能资源不稳定,转换的效率较低;太阳能电池板和风力发电机的价格昂贵;技术还不够成熟,有待于进一步的完善;综合管理能力也有待于进一步提升。随着资源的不断耗竭,风光互补发电作为一种新型的能源提供方式,必将在新能源领域中占有很重要的地位。因此,对风能、太阳能混合发电系统的研究是非常必要的。     

风光互补智能自动充电器的设计

随着能源危机的加剧,可再生清洁能源利用已经成为科技发展的一大主流,其中风能和光能是最常见的清洁能源。本设计的风光互补充电器采用C8051F340单片机为核心,采用PID算法调节反馈,实现了风能和光能交替互补对电池进行充电;并且当二者都不足以提供电能时,由电池自身发电供电路工作。同时风光互补充电器具有成本低,无污染,使用范围广泛等优点。     

Automated dual‐axis planar solar tracker with controllable vertical displacement for concentrating solar microcell arrays

Concentrator photovoltaics are able to maintain power output for extended hours while reducing the quantity of expensive high performance compound semiconductor solar materials. One of the limitations in concentrator photovoltaics is the bulky and heavy form factors of solar tracking systems which usually require dedicated installation locations and resistance to wind loading. This paper describes a planar solar tracker that requires only micro or millimeter scale lateral and vertical displacements of a microlens array to maintain both the optimum lateral locations and focal lengths at various incident angles of light, using dual‐axis actuations. Experimental results for lateral solar tracker were obtained under a solar simulator considering the effects of the rotation and revolution of the Earth, and under the Sun on a rooftop with the actual system, to demonstrate the concept and practical performance. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

多路输入大功率LED智能驱动电路系统设计

采用单片机智能控制以实现由风、光、市电多路输入的大功率LED驱动电路设计。其中,风光发电互补系统实现了不同工作情况下的最大功率点跟踪控制策略,并以模拟的风光能源展示发电特性,完善了风光互补措施。蓄电池充电控制方案分段优化充电过程,以智能化操控实现能源的最大利用。从而实现了驱动电路整体最优性能的设计。     

Frequency fluctuation of spacecraft radio signals in the circumsolar plasma

Frequency fluctuation data of monochromatic radio waves propagating through the circumsolar plasma in 1975–2002 are systematized and analyzed. The radial dependences of the intensity of the frequency fluctuations are obtained for the decimeter radio waves in the circumsolar plasma from the results of radio sounding using the Ulysses and Galileo spacecrafts. It is demonstrated that the radial profile of the rms frequency fluctuations can be approximated by a power-law function whose exponent is determined by the intensity of the plasma inhomogeneities, the velocity of solar wind, the spectral index of the spatial spectrum of the plasma fluctuations, and the outer scale of turbulence. It is also shown that three different frequency fluctuation regimes are found in the solar wind acceleration region and in the inner and outer regions of the stable solar wind.     

风光互补系统的最大功率研究

为了获得风光互补系统最大功率的目的,在此采用了极值搜索的基本方法。依据风机和光伏阵列具有相同的功率曲线,采用双乘法,根据导数的结果判断是否达到最大值。该算法基于扰动的基础上运用到最大功率跟踪系统。基于极值搜索法的最大功率跟踪控制的稳定性分析是为风光互补系统提供一个直流控制的转换器。运用Matlab进行仿真结果分析,获得了功率曲线图,证明采用极值搜索法,根据电压电流曲线图可以达到功率最大值。风光互补系统的最大功率跟踪控制的特点是稳态行为在最大功率点附近稳定地振荡。     

风能、太阳能电网设计

21世纪,能源领域将重点放在核能、风能及太阳能等领域,各个国家也都相继提出自己的优惠政策,因此设计出切实可行的新能源运行方案是非常之必要的。基于此,阐述了风能、太阳能发电、储能、并网的关联可行方案,全部采用环保无污染产品作为基础搭建。     

超短脉冲激光对单晶硅太阳能电池的损伤效应

太阳能是未来的主要能源之一,关于太阳能电池的研究也逐渐成为热点。长期以来,人们对太阳能电池的高能粒子辐射特性进行了广泛的研究,对其激光辐照损伤特性的研究却很少。随着光电对抗技术的发展,对这方面的研究需求也越来越迫切。研究了532 nm、20 ns和300 ps脉冲激光对单晶硅太阳能电池的辐照效应,分析了超短脉冲激光对单晶硅太阳能电池的损伤机理。对比了超短脉冲激光和长脉冲激光、连续激光的损伤机理的异同。阐述了在激光单脉冲能量一定的情况下,损伤效果与脉宽和重频的关系。通过分析,指出了太阳能电池损伤的主因,激光对太阳能电池的破坏主要是依靠热效应。     

基于CornerNet-Saccade的太阳黑子群磁分类研究

太阳黑子与太阳活动联系紧密,是太阳表面强磁场的典型表现,如大部分太阳耀斑爆发在复杂的太阳黑子群上方。研究太阳黑子群磁分类对太阳耀斑的预测具有重要意义,因此针对黑子群分类问题制作了太阳黑子群磁分类数据集,基于深度学习目标检测算法CornerNet-Saccade设计了CNSF(CornerNet-Saccade-Fast)算法,改进了CornerNet-Saccade的边界框回归(Bounding Box Regression)和边界框融合阶段,提高了在太阳黑子群磁分类数据集上的检测精度。此外,通过精简骨干网络提高了检测效率。实验结果显示,CNSF在太阳黑子群磁分类上具有良好的性能,其Precision和Recall均达到了0.93,mAP达到了0.91。相较于CornerNet-Saccade,CNSF在检测精度和效率上分别提升了约4%和13%。