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基于双电容器耦合和线性补偿的高稳定度平顶脉冲强磁场调控系统分析与设计
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作者 张绍哲 魏文琦 +2 位作者 樊俊显 谢剑峰 韩小涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期303-312,共10页
平顶脉冲磁场具备脉冲磁场强度高和稳态磁场稳定度高的双重优势,是现代物理科学研究的重要工具。为满足脉冲场核磁共振、I-V测量等科学实验对平顶脉冲磁场高稳定度的需求,该文提出基于双电容器回路耦合放电和线性补偿的平顶磁场调控方... 平顶脉冲磁场具备脉冲磁场强度高和稳态磁场稳定度高的双重优势,是现代物理科学研究的重要工具。为满足脉冲场核磁共振、I-V测量等科学实验对平顶脉冲磁场高稳定度的需求,该文提出基于双电容器回路耦合放电和线性补偿的平顶磁场调控方案。为此,理论分析双电容器回路耦合放电过程,建立配置主/辅回路电容电压和放电时序的优化方法,基于IGBT有源区的流控特性,设计线性调节补偿回路和前馈反馈相结合的控制器,研制与主磁体解耦的1 T补偿磁体,对双电容器回路耦合放电产生的背景磁场进行高精度调控,最终实现了强度为45.2 T、持续时间为8 ms以及稳定度为0.02%的平顶脉冲磁场,满足相关固态核磁共振等科学实验需求。 展开更多
关键词 平顶脉冲磁场 双电容器耦合 磁场补偿 线性调控 高稳定度
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四程放大系统时间平顶脉冲的能量离散 被引量:2
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作者 程晓锋 陈建国 +1 位作者 景峰 张小民 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期393-396,共4页
针对光学元件参数存在随机误差的多光束高功率固体激光驱动器 ,利用概率与统计的方法模拟计算了 9-6排布四程放大系统输出时间宽度为 1 ns和 1 3 ns的平顶脉冲时主放大器输出的基频光的能量离散情况。计算结果表明 ,当激光脉冲工作在介... 针对光学元件参数存在随机误差的多光束高功率固体激光驱动器 ,利用概率与统计的方法模拟计算了 9-6排布四程放大系统输出时间宽度为 1 ns和 1 3 ns的平顶脉冲时主放大器输出的基频光的能量离散情况。计算结果表明 ,当激光脉冲工作在介质的线性放大区时 ,输出脉冲的能量离散度较大 ;而当激光脉冲工作在介质的深度饱和区时 ,输出脉冲的能量离散度较小。利用放大器的这一性质 ,可以通过增加注入能量的方法使激光器工作在深度饱和状态 ,从而减小输出脉冲的能量离散度。 展开更多
关键词 高功率激光器 多程放大 能量离散 时间平顶脉冲 数值模拟 深度饱和
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平顶脉冲与高斯脉冲放大过程中波形变换分析 被引量:2
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作者 张少军 黄骝 +1 位作者 李延廷 孙东昱 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 1999年第6期350-352,359,共4页
在实验的基础上,对于平顶脉冲与高斯脉冲通过单程行波放大的波形变化进行了对比分析,并指出了平顶脉冲经大后影响波形变化的一些主要因素。
关键词 平顶脉冲 高斯脉冲 波形变换 放大过程
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平顶脉冲强磁场技术及其应用 被引量:3
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作者 韩小涛 张绍哲 +2 位作者 魏文琦 王俊峰 李亮 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第19期5021-5034,共14页
平顶脉冲磁场(FTPMF)是指峰值磁场能持续稳定一段时间的特殊强磁场,兼具脉冲磁场高场强和稳态磁场高稳定度的双重优点,在前沿基础科学研究和工程技术领域中具有重要应用价值。该文根据飞轮储能脉冲发电机、电容器、蓄电池在功率、容量... 平顶脉冲磁场(FTPMF)是指峰值磁场能持续稳定一段时间的特殊强磁场,兼具脉冲磁场高场强和稳态磁场高稳定度的双重优点,在前沿基础科学研究和工程技术领域中具有重要应用价值。该文根据飞轮储能脉冲发电机、电容器、蓄电池在功率、容量、输出电压等方面的特点,综述了FTPMF的产生及其高精度调控方法,介绍了改善FTPMF的稳定度、平顶时间等参数指标的最新技术进展。分析了FTPMF对改善核磁共振(NMR)性能和在测量材料物性中的关键作用,结合国家脉冲强磁场科学中心工作,给出了铌金属单质^(93)Nb在22T下的NMR测量、自旋二聚体Ba_(3)Mn_(2)O_(8)在64T下的比热测量、以及电荷密度波材料Li_(0.9)Mo_(6)O_(17)在30T下的非线性I-V测量应用情况。最后,对发展FTPMF需要的电源系统协同供电、小型化与模块化、脉冲磁体材料、寿命及其状态监测等技术,以及FTPMF在脉冲场回旋管太赫兹波源上的应用等进行了展望。 展开更多
关键词 平顶脉冲磁场 脉冲电源 调控技术 核磁共振 太赫兹回旋管
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平顶脉冲磁场连续微调控系统设计 被引量:1
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作者 万昊 张绍哲 +3 位作者 刘沁莹 魏文琦 王正磊 韩小涛 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期106-111,共6页
针对现有电容器放电开环控制产生的平顶脉冲磁场稳定度难以满足核磁共振要求这一问题,提出一种平顶磁场闭环连续微调控方案。在脉冲磁体中放置一个补偿线圈,其由蓄电池供电,采用前馈控制加反馈控制的策略,利用IGBT有源区对补偿线圈的磁... 针对现有电容器放电开环控制产生的平顶脉冲磁场稳定度难以满足核磁共振要求这一问题,提出一种平顶磁场闭环连续微调控方案。在脉冲磁体中放置一个补偿线圈,其由蓄电池供电,采用前馈控制加反馈控制的策略,利用IGBT有源区对补偿线圈的磁场进行线性调控,补偿背景磁场的波动,形成高稳定度平顶磁场。为此,设计了IGBT工作于有源区的驱动电路,搭建了原型机进行实验,结果表明,该方法能够将磁场稳定度提升至50×10^(−6),验证了方案的可行性。 展开更多
关键词 平顶脉冲磁场 核磁共振 IGBT有源区 前馈控制 PI控制
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一种新型平顶脉冲磁场产生电路
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作者 房钰超 丁洪发 李大可 《船电技术》 2020年第7期55-58,共4页
平顶强磁场可广泛的应用于医疗,军工和基础科学实验中。本文提出了一种基于电容器的新型拓扑电路来实现平顶磁场。该电路由多个电容器并联供电,在放电过程中,依次导通,具有脉宽可调、下降沿快等优点。本文分析了该电路的工作原理,并对... 平顶强磁场可广泛的应用于医疗,军工和基础科学实验中。本文提出了一种基于电容器的新型拓扑电路来实现平顶磁场。该电路由多个电容器并联供电,在放电过程中,依次导通,具有脉宽可调、下降沿快等优点。本文分析了该电路的工作原理,并对由于放电过程中磁体电阻变化难以得到准确解析式,提出了一种新的解决办法,并用遗传算法对放电参数进行了优化。 展开更多
关键词 平顶脉冲磁场 脉冲电源 电容储能 磁体 遗传算法
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单脉冲平顶激光清洗CFRP的多物理场特性研究
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作者 刘国春 陈光澳 +2 位作者 杨文锋 李绍龙 王文轩 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期899-907,共9页
为探究平顶激光清洗碳纤维增强复合材料(CFRP)的作用机制,本研究考虑CFRP的组分对激光的吸收、反射特性差异显著,将激光载荷分层施加到CFRP的细观有限元模型上,引入热烧蚀-热应力双重作用效果,还原不同能量密度下单脉冲平顶激光清洗形貌... 为探究平顶激光清洗碳纤维增强复合材料(CFRP)的作用机制,本研究考虑CFRP的组分对激光的吸收、反射特性差异显著,将激光载荷分层施加到CFRP的细观有限元模型上,引入热烧蚀-热应力双重作用效果,还原不同能量密度下单脉冲平顶激光清洗形貌,并完成了试验验证。结果表明:分层施加激光载荷较传统表面加载模式能够有效提升仿真精度,采用热烧蚀-热应力双重判据能够进一步提升形貌还原效果,本研究模型的仿真形貌长轴贴合度不低于96.64%,面积贴合度达到80.00%,并通过高精度模型瞬时温度场分布能够指导激光清洗CFRP表面树脂的实际工艺。 展开更多
关键词 平顶脉冲激光 分层施加 碳纤维复合材料 多物理场 形貌还原
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平顶激光脉冲在非均匀介质中的传输分析 被引量:1
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作者 张少军 刘静纨 黄骝 《中国工程科学》 2002年第6期13-15,共3页
以新型方波YAG激光器稳定性、可靠性及非线性应用项目的试验为基础 ,分析了用慢调Q腔倒空技术产生的平顶激光脉冲在非均匀介质中传输过程的能量与模式特性、非线性频率变换等方面的关系。
关键词 非均匀介质 慢调Q腔倒空 平顶激光脉冲 模式 激光传输 固体激光器
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缓慢调Q腔倒空过程输出平顶方波激光脉宽控制 被引量:3
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作者 张少军 黄骝 +3 位作者 田勇 孙东昱 李延廷 刘靖 《激光技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期148-151,共4页
在使用缓慢调Q腔倒空技术产生平顶激光脉冲的实验中 ,对脉冲的平顶部分的时间长度、前、后沿陡度进行控制 。
关键词 缓慢调Q腔倒空 平顶脉冲 激光脉宽控制 方波
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基于相移光纤光栅微分器超短光脉冲整形 被引量:1
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作者 董小伟 郭盼 刘文楷 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期73-78,共6页
基于耦合模理论和传输矩阵法,对相移光纤光栅的反射谱、相移特性进行了分析.结果表明,相移光纤光栅随着相移点个数的增加,反射谱透射窗口数目增多,相移发生多次跳变,从而形成对信号的微分效应,并且相移的微分阶数与所增加的相移点个数... 基于耦合模理论和传输矩阵法,对相移光纤光栅的反射谱、相移特性进行了分析.结果表明,相移光纤光栅随着相移点个数的增加,反射谱透射窗口数目增多,相移发生多次跳变,从而形成对信号的微分效应,并且相移的微分阶数与所增加的相移点个数成正比.设计出基于相移光纤光栅微分特性的脉冲整形器,通过优化高斯信号各阶微分的加权系数,将高斯型输入脉冲整形成近似方形或三角形状的输出脉冲,通过调整光纤光栅第一段与第二段的长度比,使输出三角脉冲形状的失真现象得到改善.分析输入的高斯脉冲的脉宽发生±5%的波动时,输出波形依然可以获得很好的三角和平顶方形脉冲效果,从而证明了所设计的脉冲整形器的稳定性和实用性. 展开更多
关键词 光纤光学 相移光纤光栅 脉冲整形 平顶方形脉冲 三角脉冲
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基于平顶复合光脉冲的大动量原子干涉仪
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作者 陈小莉 鲁思滨 +5 位作者 姚战伟 蒋敏 李少康 李润兵 王谨 詹明生 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第11期286-293,共8页
提出基于平顶复合光脉冲构建大动量原子干涉仪的方案。利用大动量原子干涉仪灵敏度函数解析模型,对大动量原子干涉仪的对比度和相位噪声进行分析。将平顶复合光脉冲应用于原子干涉仪进行仿真计算,结果表明平顶光相比高斯光可提高原子团... 提出基于平顶复合光脉冲构建大动量原子干涉仪的方案。利用大动量原子干涉仪灵敏度函数解析模型,对大动量原子干涉仪的对比度和相位噪声进行分析。将平顶复合光脉冲应用于原子干涉仪进行仿真计算,结果表明平顶光相比高斯光可提高原子团跃迁的一致性,增加原子干涉条纹的对比度。通过设计对称反向的复合脉冲序列,抑制多脉冲作用过程中相位噪声和振动噪声的干扰。数值仿真结果表明,相比高斯光脉冲,使用平顶复合光脉冲的大动量原子干涉仪的灵敏度提高了1个量级,同时具有较好的抑制环境噪声的能力。 展开更多
关键词 平顶复合光脉冲 大动量原子干涉仪 对比度 相位噪声
原文传递
可控缓慢调Q腔倒空光电过程协调控制
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作者 黄骝 张少军 +3 位作者 李延廷 田勇 孙东昱 刘靖 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 1999年第4期202-204,共3页
在做“缓慢可控调Q腔倒空激光器”的实验中,为输出时域上的方波激光脉冲,电过程控制起非常重要的作用。
关键词 可控缓慢腔倒空 平顶方波脉冲 调Q激光器
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Characteristics of wind pressure pulse on large-span flat roofs
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作者 孙瑛 曹正罡 武岳 《Journal of Harbin Institute of Technology(New Series)》 EI CAS 2009年第1期75-80,共6页
The wind pressure pulse events, among the most important characteristics of wind pressure fluctuations on large-span flat roofs, were investigated by wind tunnel tests in this paper. Incorporating the formation mechan... The wind pressure pulse events, among the most important characteristics of wind pressure fluctuations on large-span flat roofs, were investigated by wind tunnel tests in this paper. Incorporating the formation mechanism of wind pressure pulse events, the peak over threshold method was employed to study properties of this kind of events. The event duration time, the energy contribution, the number of the pulse events, and the distribution of average peak pressure were calculated. Probability density functions of some typical samples in separation region were also given. Results show that the non-Gaussian roof pressure is strong in the flow separation region owing to the wind pressure pulse events. Evaluations of the extreme peak pressures, which can be determined by the peak over threshold method effectively, are important to the design of building cladding. 展开更多
关键词 large-span flat roofs wind pressure pulse peak over threshold method vortex mechanism
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21W、56MHz Nd∶YVO_4皮秒脉冲激光放大器 被引量:5
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作者 麻云凤 余锦 +5 位作者 牛岗 张晶 赵天卓 闫莹 张雪 樊仲维 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期51-55,共5页
报道了通过激光二极管(LD)单端抽运Nd∶YVO4晶体的三级功率放大系统,获得稳定的平均功率21 W以上的1064nm皮秒激光输出。当重复频率为56MHz、平均功率为4 W的皮秒种子脉冲注入时,经过三级功率放大,最高功率达26W,光-光转换效率达25%。... 报道了通过激光二极管(LD)单端抽运Nd∶YVO4晶体的三级功率放大系统,获得稳定的平均功率21 W以上的1064nm皮秒激光输出。当重复频率为56MHz、平均功率为4 W的皮秒种子脉冲注入时,经过三级功率放大,最高功率达26W,光-光转换效率达25%。皮秒单脉冲宽度为17ps,连续1h内的功率不稳定性小于2%,光束质量M2为1.5。采用RbTiOPO4(RTP)电光开关作为打标开关,实现主从脉冲比达210…1以上,可以满足打标机的需要。 展开更多
关键词 激光器 皮秒脉冲 锁模 皮秒激光器 平顶脉冲 电光开关
原文传递
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