一、束流聚焦影响因素的束矩阵法计算分析（论文文献综述）
龙军华[1]（2021）在《柔性Ⅲ-Ⅴ多结太阳电池的大尺寸制备和器件研究》文中认为柔性Ⅲ-Ⅴ多结太阳电池因其高效、轻柔、稳定等优点,有望广泛应用于高空飞艇、临近空间大型无人机、商业航天等空间应用装置,以及新能源汽车、智能可穿戴装备等地面移动能源系统。本文针对柔性高效Ⅲ-Ⅴ多结太阳电池制备中存在的大尺寸外延材料的剥离及转移、柔性衬底制备等技术难题展开研究,同时对多结太阳电池光电互易关系、失效机制等器件物理问题进行了系统分析。主要研究成果如下:1.计算了缓冲层厚度对失配InGaAs异质外延应力弛豫的影响,通过优化单层缓冲层厚度,使影响应力释放的平衡位错密度接近最大值,应力释放效果最佳。高质量多结太阳电池外延材料是实现高效太阳电池的关键。分析了GaAs衬底失配生长的GaInP/GaAs/InGaAs三结太阳电池,表面原子力显微镜和横截面透射电子显微镜测试显示外延晶体质量良好。此外在三结太阳电池外延的基础上获得了1.96/1.55/1.17/0.83 eV AlGaInP/AlGaAs/InGaAs/InGaAs 四结太阳电池,其中AlInGaAs组分步进缓冲层几乎将全部失配位错限制在内部界面使其不会穿透到有源区,两结InGaAs子电池的失配应力已基本弛豫。2.突破常规的柔性太阳电池制备方案,创新性地提出了电镀与低温键合相结合的薄膜外延层转移方案,使得柔性太阳电池的制备工艺缩减一半,柔性衬底和外延材料之间的残余应力大大降低,且电池更轻柔、良品率更高、更适合批量生产。采用该技术成功制备了 4寸柔性三结太阳电池,光电转换效率达到34.68%,重量面密度为169 g/m2。该技术路线不受晶圆的尺寸限制,可以制备6寸、8寸甚至更大尺寸的晶圆,普遍适用于Ⅲ-Ⅴ多结太阳电池,有望以低成本实现大尺寸柔性多结太阳电池的量产。同时利用转移矩阵方法构建了基于三结太阳电池天然纹理背反射器的光捕获和光子循环模型,并在此光学模型基础上优化设计了300～1350 nm 双层 TiOx/SiO2（44/83 nm）减反射膜和 300～1650 nm 四层ZnS/MgF2/ZnS/MgF2（45/17/7/71 nm）减反射膜。3.针对倒装直接生长的四结太阳电池存在的低短路电流密度但开路电压正常的这一关键问题,进行了四结太阳电池的失效分析,结果表明:短路电流密度的急剧下降并不是因为AlInGaAs组分步进缓冲层中产生的失配位错穿透到InGaAs子电池中导致漏电通道,而是因为金属有机物化学气相沉积最先生长AlGaInP子电池时引入的Al-O深能级缺陷增加了非辐射复合率并降低了材料的光学性能。通过改用高纯三甲基铝源优化AlGaInP子电池材料的外延生长,获得了光电转换效率为34.9%、开路电压为3.53 V的四结太阳电池。4.针对多结叠层太阳电池的子电池电流密度-电压曲线无法直接测量的难点,采用外量子效率与不同注入电流密度电致发光之间的光电互易关系,计算了多结太阳电池的子电池电流密度-电压特性曲线。单个子电池的分析是评估多结太阳电池性能的关键。基于多结太阳电池的光电互易关系可以分析子电池的光电特性,实现子电池针对性地优化设计指导。四结太阳电池整体效率提升的关键是降低AlGaInP顶电池的深能级复合和0.83 eV InGaAs底电池的体复合。对于底电池可以设计微纳纹理结构背反射器,实现光子回收和光捕获以增加开路电压和短路电流密度。与低带隙的底电池相比,制造高带隙的顶电池更具挑战性。减少Shockley-Read-Hall复合至关重要,尤其是对于高Al组分AlGaInP顶电池,必须平衡Al含量和材料生长质量。适当地增加有源区发射极的Al含量是一种友好的解决方案,这可以在确保足够的扩散长度的同时增加开路电压。
陆欢欢[2]（2021）在《电磁波在带电粒子流中的传输特性研究》文中研究表明在低电离层,特别是在D层内,无线电波的传播不仅可能受电子的影响,还可能会受离子的影响,但是由于离子质量大速度慢,所以一般在计算介电系数时只考虑电磁波与电子的相互作用,而忽略离子碰撞项的贡献,本文为了探究离子对介电系数和电导率的影响,开展了相关的数值模拟和实验研究,本文的研究工作包括:通过数值计算分析了离子对等离子体的介电系数和电导率的影响。计算结果表明:在电离层的某些特殊情况下（比如发生电子吞噬效应时）,在计算等离子体的介电系数和电导率时,离子碰撞项对于计算结果有明显的影响。本文还引入了传输矩阵法,通过编程实现了电磁波在带电粒子流中的传输计算模型,在选择了合适的模拟参数之后,得到了等离子体密度、分子数密度、入射角度对电磁波传输特性的影响。为了进一步了解离子对等离子体的介电系数和电导率的影响,本文设计了一套电磁波在带电粒子流中的传输实验平台。实验中以工作在35 GHz的雷达射频收发系统作为信号发射和接收源,用Ka频段喇叭天线作为发射天线和接收天线,以高真空腔体和两款电离源（考夫曼离子源和空心阴极电子源）作为实验平台。本文完成了基于雷达射频收发系统的等效测定实验,在几种不同介质的情况下,通过中放监测采集接收天线接收到的电磁波信号,实验结果表明:随着硼硅玻璃介质的增加,信号幅值发生了明显的衰减,也有一定的相移。同时发现硼硅玻璃介质比空气介质对电磁波的衰减更明显。本文还完成了电磁波在带电粒子流中的传输实验平台搭建,其中电子源和离子源可以模拟电子吞噬效应环境和其他环境,进一步对理论分析的结果进行验证,该套系统还可以测试电离源流量、真空度和功率对电磁波衰减的影响。
陆寰宇[3]（2020）在《1.3微米量子点带边模式光子晶体面发射激光器的理论研究与工艺制备》文中研究指明1.3μm波段激光有着在光纤中低损耗且色散小的特点,所以1.3微米垂直腔面发射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL）作为一种具有与光纤耦合效率高、调制速率高的低功耗光源,在大数据中心之间的光互联与中心主干网等中短程需要高传输容量的系统中有着不可取代的优势。但是目前所采用的1.3微米波段垂直腔面发射激光器存在着DBR生长难度高、难以高温工作等问题,而采用光子晶体结构以实现面发射的电泵浦激光器虽然可以无需生长DBR但仍然有着输出功率较低的缺点。本论文通过将具有特殊能带结构的光子晶体结构引入量子点面发射激光器中并加入混合腔的设计,制备出了带边模式的光子晶体面发射激光器（Photonic-Crystal Surface-Emitting Laser,PCSEL）,以达到高温连续激射、降低阈值、提高边模抑制比的目的,并提高输出功率以满足其在实际应用中的条件。本论文主要研究内容和成果如下:1.对光子晶体的特性与光子晶体面发射激光器的谐振与垂直出光原理进行了论述并对如何增强其出光功率做出了讨论。2.对二维光子晶体能带结构的计算方法和光子晶体平带进行了较为详细的介绍和分析。并对实验测量二维光子晶体能带结构的方法进行了论述。3.采用有限元差分法（FDTD）对带边模式光子晶体进行模拟,探究光子晶体各参数对其能带结构的影响并对其能带结构图进行分析,通过调整光子晶体孔径与深度等参数获得在1.3微米波段具有平带奇异点能带结构结构的光子晶体。4.对二维平板光子晶体的制备工艺进中的关键问题行了系统的研究工作,分析了曝光过程中曝光计量以及束流速度对图形的影响,电感耦合等离子体（ICP）刻蚀工艺,深刻蚀光子晶体图形的掩膜选择与制备工艺,并提出了一种新的适用于光子晶体图形深刻蚀的复合掩膜的制备方式,达到简化工艺条件提高光子晶体图形精度的目的。5.首次将具有平带奇异点能带结构的光子晶体引入到带边模式的光子晶体面发射激光器的制备中,从理论上证明具有该结构的光子晶体可以通过增加K空间中Γ点附近群速度为零的位置以提高带边模式光子晶体面发射激光器的谐振效率与输出功率。6.将耦合腔结构应用到1.3μm量子点面发射激光器中,通过将FP腔与光子晶体腔相结合限制光子晶体腔的光泄露,增强光子晶体激光器的横向谐振进一步提高出光功率。得到了室温连续电流条件下输出功率达到13mW且单量子点层阈值电流密度为48.9A/cm2,最小半高宽为0.03nm,且在70 C°条件下仍可工作的面发射激光器。并提出使用具有禁带结构的光子晶体作为限制腔,进一步限制泄露提高输出功率。
屈瑜[4]（2020）在《金属微纳结构的制备及其光学特性研究》文中认为由于具有独特的表面等离激元特性,金属微纳结构能够产生光异常透射、光增强吸收及光学手性等新颖的光学现象。光异常透射现象可以应用在滤波器、偏振器件和近场光学等领域,研究者探究了圆形及三角形纳米孔结构、纳米狭缝结构等的光学透射特性,但这些结构的透射光谱都表现出较窄的透射峰,限制了其在宽频滤波器中的应用;光的增强吸收对光伏电池、超级透镜和热成像等应用具有重要的研究价值,纳米棒阵列结构、金属/介质叠层结构及多层石墨烯结构等已被用于实现光吸收的增强,但是有关金属和石墨烯构成的复合结构在增强光吸收方面的研究还比较匮乏;光学手性在圆偏振器件、负折射材料和生物传感等领域有重要的应用,但自然界中生物分子的手性信号非常弱,因而研究者提出用手性金属微纳结构来增强其信号,例如双层希腊十字纳米结构、金属螺旋纳米结构及基于DNA组装的双螺旋结构等,但这些结构的制备存在方法复杂、费用昂贵等问题。针对以上问题,本文设计宽窄狭缝混合结构,获得了宽频光异常透射现象;设计金属-石墨烯复合结构,实现了结构的光学增强吸收;提出并通过简单的实验步骤制备不同手性微纳结构,获得了强圆二色（Circular Dichroism,CD）信号及其产生机理,并实现了对生物分子手性信号的增强。具体的工作如下:1、设计多层宽窄狭缝混合结构（金纳米宽窄狭缝-介质层-金膜-介质层-金纳米宽窄狭缝）,应用有限元法研究了该结构的透射特性。模拟结果发现,由于该结构形成了电共振和磁共振模式,且共振波长接近,从而在近红外光波段产生了宽频光异常透射现象。电流分布图表明,大量的电子聚集在结构窄缝处形成强烈的振荡,从而在窄缝处形成强局域电场。另外,结构各层的厚度、结构周期和狭缝形状都会影响透射特性。这些研究结果有助于理解光异常透射的产生机制,并且可指导设计需要强局域电场和宽带透射的光学器件。2、设计了三层纳米结构（银纳米颗粒-二氧化硅膜-银纳米颗粒）,并在该结构中覆盖一层石墨烯实现了对光吸收的增强。在实验上应用倾斜角沉积技术制备了三层纳米结构,后将利用湿法转移的单层石墨烯覆盖在该结构上。复合结构的吸收光谱表明,石墨烯的覆盖导致了该复合结构在可见光范围内光吸收得到了增强。其归一化电场分布说明,由于石墨烯与纳米粒子的等离激元之间的相互耦合作用,使得石墨烯产生了强局域电场,从而增加了复合结构的光吸收。另外,纳米粒子的大小和二氧化硅膜的厚度都可影响石墨烯与纳米粒子的耦合作用,从而影响光吸收强度。该结果可以帮助对复合石墨烯-纳米结构中光-物质相互作用机理的理解。3、设计了由三个相互垂直纳米棒构成的扭曲Z形微纳结构,应用有限元法研究了该结构的CD效应。模拟吸收光谱显示,同一波长处,该结构在左旋圆偏振光下是波谷而在右旋圆偏振光是波峰,其CD信号值接近88%。由于在右旋偏振光下强有效的电流分布在顶部和底部的纳米棒中,因此产生了反绑定模式从而形成波峰;而在左旋偏振光下结构中形成的亮反绑定模式和暗绑定模式之间产生了相消干涉从而形成波谷。CD的强度和波长还可以通过纳米棒的长度和它们的间隙来调控。该研究可以指导具有强CD信号的手性微纳结构的设计。4、提出了一种设计手性微纳结构用以实现CD的方法。基于传输矩阵法,在不同微纳结构中有选择地控制某个线偏振透射来实现CD响应。由于三层微纳结构中存在相邻层的近场耦合,推导出了可以说明耦合状态与相邻层相对位置有关的耦合矩阵。通过对不同微纳结构的透射矩阵推导及相关结构阵列的CD数值模拟,结果发现模拟CD信号的拟合函数与基于矩阵推导的理论公式相吻合。对于有相对偏移的多层结构,在透射矩阵中加入耦合矩阵是获得CD的必要条件。本章提出的方法能为预测结构CD光谱提供可靠的帮助。5、设计了由两个金属边构成的L形微纳结构,通过在一个金属边加入介质层实现了对CD信号的增强。在实验上应用倾斜角沉积技术在自组装小球模板上制备了 L形微纳结构,然后将二氧化硅层沉积在L形结构的一个边上。实验结果发现,在结构的一边加入二氧化硅可以增强结构的CD信号,并且二氧化硅层的厚度越大其CD信号越强。模拟电荷分布图表明,在结构的部分金属中加入介质层,结构的交叉电偶极子会产生增大的光学相位差,从而实现增强CD。这些发现有助于更好地理解CD产生的物理机理。6、设计了由三个不同高度纳米壳构成的手性锥壳微纳结构,研究了该结构的CD效应。在实验上通过改变倾斜角沉积的入射角和取向角,在非手性锥形纳米孔-阳极氧化铝模板制备了该手性微纳结构。实验和计算结果表明随着纳米壳的高度差和纳米孔周期的增加,CD信号增强了。由于三个纳米壳表面上的螺旋状电子振荡特性,结构的不对称因子高达0.45,手性近场增强达到155倍。使用该结构检测手性分子,手性信号增强了大约两个数量级。本章为制备具有可调CD响应的手性微纳结构提供了一种简明的、大面积的方法,并为生物分子的灵敏检测提供了一种有效而便捷的思路。
李晨晨[5]（2020）在《基于CCOS的双面抛光工艺算法研究》文中进行了进一步梳理光学元件的超精密加工技术是一个国家的基础核心技术,对国家的军事和科研等方面都具有重要的影响。工艺抛光作为光学元件精密加工的最后一道加工工序,加工时间大概能占据整个加工时间的三分之二,直接决定了最终元件成形的加工质量,近年来得到了飞速的发展。CCOS抛光技术是基于计算机基础上控制光学元件表面成形的先进加工技术,具有运行速度快、重复效率快、精度高等优点。通过对这项技术的深入研究,发现整个工艺过程均是围绕Preston方程展开,根据离散型材料去除原理,发现求解驻留时间是整个工艺过程的关键核心,直接决定着抛光加工效率和加工后的元件面形精度。传统的求解驻留时间算法存在着病态不适定等问题,在双面抛光的工艺过程中,通过选取合适的去除函数模型对驻留时间进行计算,寻找解决这些问题的最佳求解驻留时间方法。本论文从CCOS的工作原理出发,以驻留时间求解为核心,通过行星运动模式下的双面抛光运动作为研究的数学模型,深入探究了以下四个方向的主要问题:CCOS抛光特性研究。内容涵盖CCOS加工流程、Preston假设与材料去除原理及模型分析、待加工元件的表面修形过程进行研究。去除函数的优化。从趋近因子法和分时合成法两种类型展开,分析加工路径的规划,解决了边缘效应的问题。对工件的运动特性、工艺参数和抛光效果三者之间的关系,通过MATLAB对动态轨迹的进行仿真分析,得出一组磨削轨迹均匀性和致密性最佳的工艺参数比。驻留时间的求解。以矩阵法为研究核心,选择了约束最小二乘法将面形误差均方根RMS值作为优化目标模型进行讨论,选择类迭代方法作为顺向求解驻留时间的方法,选择使用截断奇异值法（TSVD）正则化作为逆向求解的方法,设计了仿真加工实验,验证两种方法在求解驻留时间问题上的合理性。实验平台介绍和实验结果分析。对SRIM-2017超精密双面抛光机及其工艺软件进行详细介绍,选择熔融石英玻璃对其进行双面抛光实验并检验加工之后的面形误差,分析加工前后的面形精度数据,对整体抛光运动作实践性补充并验证实验设备的实用性。
吴邦[6]（2018）在《基于电光采样的FEL-THz源时域诊断技术研究》文中指出自由电子激光太赫兹源（Free Electron Laser Terahertz Source,FEL-THz源）具有输出平均功率高、波长连续可调、光束质量好、时间结构精细而稳定等突出优点,在太赫兹科学技术及其应用领域具有广阔的发展前景。FEL-THz源中皮秒量级电子束团和太赫兹波的时域脉冲波形精确测量是实现系统稳定运行和饱和出光的关键技术之一,同时也是FEL-THz源应用的重要实验基础。论文依托华中科技大学在建的紧凑型FEL-THz源装置,对时域电光诊断系统的设计与实现进行了深入研究。其中研究的主要关键问题包括:采样激光脉冲与THz脉冲在电光晶体中的复杂电光混频过程;特殊电磁参数下诊断系统的优化设计,考虑光脉冲与电子束团的特殊参数、电光晶体的特性、关键光学元件的配置以及光学传输线中的长波衍射效应等众多因素;失真THz信号的精确复原,综合考虑THz传播与探测过程,建立复杂的系统响应函数,并构建合适的返卷积算法进行信号还原;采样飞秒激光器与加速器信号源之间飞秒级别的高精度同步;测量系统的光学校准。论文针对上述关键问题进行了相关理论分析、方案设计和实验研究,主要的研究内容如下。（1）系统阐述了THz电光采样中的电光混频理论以及飞秒激光与THz波的传播理论。对晶体中的电光混频过程,给出了详细的理论推导,得出普适的晶体电光响应函数。对超短飞秒激光的色散传播给出了理论描述。对THz波的传输,分别给出了基于高斯光束的传输变换方法和基于快速傅里叶变换的菲利尔衍射数值计算方法。（2）对电光晶体中电光混频过程进行了详细的理论分析与计算,发现了采样激光的宽光谱能有效消除电光晶体中由于色散传播和相位失配引起的时域电光信号畸变,在频域上可解释为采样激光的宽光谱对晶体电光响应函数的光滑作用。实验中,利用100 nm带宽的采样激光器在厚Zn Te晶体中进行THz电光采样证实了上述宽谱效应。（3）针对紧凑型FEL-THz源的时域诊断需求,优化设计了时域电光诊断平台,包括THz光学诊断方案设计、电子束纵向分布诊断方案设计,给出了采样激光和晶体的优化配置参数。分别设计了THz光和渡越辐射光的传输线。对于THz传输线,利用高斯光束模型进行了仿真计算,结果表明,在1.5～6 THz的FEL工作频段内功率传输效率达72%以上。对于渡越辐射传输线,利用虚光子衍射模型进行了仿真,结果表明,在0.1～1 THz频段内功率透射率大于40%。（4）系统地建立了时域电光诊断平台的一维分析模型,根据该模型提出了一种高效的电光信号还原反卷积算法,该算法即使在较低的测试信噪比（20 d B）和较大的系统响应函数误差（5%）条件下也能有效重构出THz电场。同时该算法也成功还原出X-FEL中非高斯分布的超短飞秒电子束团纵向分布（FWHM=100 fs）。（5）完成了时域电光诊断平台的研制与初步测试,实现了采样飞秒激光器与加速器信号源（2856 MHz）的高精度同步,其同步抖动小于30 fs。利用该电光采样平台成功对光电导天线产生的ps级THz脉冲进行了电光采样实验,并对常用THz真空窗材料在0.1～2.5 THz频段内的光学参数进行了测量。
窦彦昕[7]（2018）在《聚焦型高能离子微束技术的模拟研究》文中提出聚焦型高能离子微束装置是一种将离子束聚焦为微米量级的特种电磁装置。常规的聚焦型高能离子微束装置,离子能量为数个Me V,主要用于元素分析等应用领域,很难满足高能量离子辐照研究的需求,因此人们开始探索离子能量为几十Me V至Ge V量级的聚焦型高能离子微束技术,应用于空间科学中的辐射效应、质子重离子治癌中的辐射生物学效应和低剂量效应等前沿科学研究。狭义的聚焦型高能离子微束技术主要为狭缝技术和离子光学设计方法。目前人们已经分别探索得到了高磁刚度低缩小倍数和低磁刚度高缩小倍数的聚焦透镜组结构,但兼顾高磁刚度高缩小倍数的聚焦透镜组结构尚未被发现。一般而言,能量高和射程大的离子,相应的狭缝技术难度越大,质子射程比重离子射程更大,因而难度更高。本文以300Me V质子为算例,结合哈尔滨拟建设的300Me V质子同步加速器束流参数,分析如何解决狭缝系统的杂散粒子问题和实现高磁刚度高缩小倍数的聚焦透镜组设计方法。在狭缝技术研究方面,本文利用Geant4建模分析了300Me V质子与钨靶的相互作用产物特点,同时利用Geant4建模得到了300Me V质子通过直线型狭缝系统产生的杂散粒子的特点,进而提出了增加二极磁铁的弯转型狭缝系统结构。利用Geant4建模验证了弯转型狭缝系统可以将杂散粒子与300Me V质子束分离,降低了300Me V质子与狭缝相互作用产生的杂散粒子的影响。另外,讨论了弯转型狭缝系统结构可以适用于不同质子能量和狭缝材料的情况。在聚焦透镜组系统设计方法研究方面,通过对四极磁铁的聚焦原理进行研究,本文提出了离子磁刚度与四极磁铁长度匹配选择的参考曲线,优化了四极磁铁聚焦能力,从而将基于常规四极磁铁的聚焦透镜组聚焦质子能量由Me V量级提升至Ge V量级。根据对现有聚焦透镜组结构参数库进行系统分析,本文提出了适用于同步加速器的300Me V质子微束聚焦透镜组结构,具有高磁刚度高缩小倍数低像差系数的优点,在理论上证明了同步加速器同样适用于建设高能离子微束装置,扩展了用于微束的加速器种类。在聚焦透镜组系统球差优化方法研究方面,本文研究了四极磁铁边缘场对300Me V质子聚焦透镜组系统固有像差的影响,研究了采用八极磁铁对300Me V质子聚焦透镜组系统的球差进行补偿的方法。本文使用Enge模型拟合有限元仿真得到的四极磁铁磁场数据,重构得到含边缘场的四极磁铁场型,提高了离子追迹法计算球差系数的精度,从而给出了PRAM矩阵法软件与Win TRAX离子追迹法软件在矩形模型计算球差系数存在很大差异的原因,二者内置的边缘场模型假设并不一致。本文介绍了四极磁铁和八极磁铁的球差理论和聚焦透镜组系统球差优化方法,定量研究了单个八极磁铁在聚焦透镜组系统不同位置处对球差贡献的情况,提出使用单个八极磁铁优化分离式俄罗斯四组合的300Me V质子聚焦透镜组系统的球差的方法,有效降低了聚焦透镜组系统的球差。总之,本文对聚焦型高能离子微束技术进行模拟研究,解决了基于同步加速器的高能离子微束装置的相关关键技术存在的问题,扩展了用于微束装置的加速器种类,提高了微束技术可实现的离子能量,为建设更高能量的离子辐照研究平台提供了新思路,将促进高能离子微束装置在空间科学、辐射生物学、核医学、核农学等学科的应用。
宋逢泉[8]（2013）在《强流氘氚中子发生器直流束线与氚靶系统关键技术研究》文中认为氘氚中子发生器是一种加速器型氘氚聚变中子源,所产生的14MeV准单能中子束可在以聚变堆和快中子反应堆为代表的先进核能系统研究、以中子照相和中子治癌为代表的核技术应用研究及国防竣工基础研究等领域发挥重要作用。本文在广泛调研和深入分析国内外强流氘氚中子发生器及氚靶系统发展现状的基础上,针对中国科学院核能安全技术研究所直流/脉冲两用型强流氘氚中子发生器HINEG（Highly Intensified Neutron Generator）项目中直流束传输系统和氚靶系统设计中的关键技术问题展开研究,完成了HINEG直流束传输系统的总体方案设计,并利用TRANSPORT程序进行了系统束流光学计算与分析,完成了直流束传输系统中关键传输元件螺线管透镜、加速管和三单元磁四极透镜的初步设计和计算分析。计算结果表明,本文所完成的直流束传输系统的设计方案,可满足HINEG中子发生器直流中子强度3×1013n/s的设计要求。同时,本文开展了强流中子发生器氚靶系统的设计研究工作,完成了固定氚靶和旋转氚靶系统的方案设计,利用ANSYS程序开展了氚靶系统的机械应力计算和传热分析,并且利用MCNP程序对所设计固定氚靶和旋转氚靶的出射中子能谱和通量进行了计算分析,通过对计算结果的综合分析研究表明：（1）在旋转靶系统中,采用靶片高速旋转同时靶片底衬直接喷射冷却水的技术方案,可以较好的解决氚靶靶片在强流离子束轰击下的传热问题,使靶片在承载热功率密度达到～12kW/cm2时,靶点处温度保持在200℃左右,预计中子强度可达～6×l012n/s量级：（2）靶片转轴采用磁流体密封的动密封技术方案,可确保氚靶靶片在以～1000rpm的转速高速旋转时,靶室内的真空度保持在10-3Pa水平,满足系统对于强流离子束传输的真空度要求；（3）MCNP计算结果显示,在旋转靶的真空靶室外部空间沿氘离子入射方向1cm处,能量大于10MeV以上的中子占总数的91%以上,表明旋转靶方案中靶室结构和冷却水层厚度的设计比较合理,设计方案基本满足中子学的要求。本文所完成的强流氘氚中子发生器直流束传输系统和氚靶系统的方案设计及相关计算分析,将为HINEG强流中子发生器下一步的工程实施和氚靶系统的加工制造,提供准确可靠的物理设计基础。同时,也可为同类型强流氘氚中子发生器的设计与研制工作提供有益的借鉴和参考。
万瑞芸[9]（2009）在《小型潘宁离子源中子管离子光学系统的研究》文中提出中子发生器是一种有广泛应用前景的中子源,它通过D-D反应产生2.5MeV或通过D-T反应产生14MeV中子。离子源、离子光学系统、靶是中子管的重要组成部分。中子管工作时,离子源产生的离子被离子光学系统引出、聚焦（或发散）、漂移,最后投射到靶上,产生中子。离子光学系统决定了束流的传输特性,并最终影响到中子管的中子产额、工作稳定性和使用寿命。因此,开展离子光学系统的研究是中子管设计中是必不可少的重要部分。本文首先从束流光学基本原理出发,分析了束流在相空间的传输特性,中子管离子光学系统的特点及其对中子管性能的影响,推导了轴对称静电透镜及几种简单透镜的传输矩阵和静电透镜场中的束流包络方程,并讨论了强束流的情况下空间电荷效应对束流传输的影响。分析并运用孔膜简化模型对中子管离子光学系统束流传输元件的传输矩阵进行推导为中子管传输系统研究提供理论基础。针对目前在石油测井中应用的非常广泛的潘宁离子源中子管离子光学系统,应用IGUN软件进行数值仿真工作,并对结果开展理论分析。仿真中分析了不同电参数和不同等离子体密度条件下,束流的发射度,聚焦特性及靶上束斑的变化情况,初步掌握了小型潘宁离子源中子管离子光学系统的束流传输特性,仿真结果与理论推导的结果-致。为验证方针的结果,通过双探针实验测量了潘宁离子源在真空度约为10-3pa,阳极电压1400V时的电子温度与等离子体浓度,了解到离子源的工作状况。结合用氚靶表面自发射x射线的测量,分析得到束流在靶面欠聚焦分布状况,与仿真结果中,束流分布情况一致。最后,对于不同应用要求的中子管,对束流的要求也不尽相同,因此离子光学系统也应该有相应的变化,在中子管设计总体要求的基础上,分别就伴随α探测器中子管与高产额中子管的设计进行了讨论,为中子管设计提供了参考意见。
李献文,王文斗,李平,谢宇彤,代志勇,章林文[10]（2003）在《束流聚焦影响因素的束矩阵法计算分析》文中指出利用束矩阵的数值计算方法,研究了束流在聚焦系统中的传输行为和系统磁场位形的关系,重点探讨了入射束流不同初始参数对打靶聚焦的影响。计算结果表明,对于不同初始参数（尤其是在相空间的不同初始状态）的束流,要分别聚焦在靶上需要选择不同的磁场位形;主磁透镜的场强及其位置是调试束流聚焦的关键因素。同时还计算给出了几种能使束流聚焦焦斑半径在1.5mm以下的磁场位形。
二、束流聚焦影响因素的束矩阵法计算分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、束流聚焦影响因素的束矩阵法计算分析（论文提纲范文）
（1）柔性Ⅲ-Ⅴ多结太阳电池的大尺寸制备和器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 Ⅲ-Ⅴ化合物半导体太阳电池基础 |
| 1.2.1 太阳辐射光谱 |
| 1.2.2 太阳电池基本原理 |
| 1.2.3 太阳电池主要参数 |
| 1.2.4 太阳电池效率极限 |
| 1.3 Ⅲ-Ⅴ化合物半导体太阳电池发展历程 |
| 1.3.1 GaAs单结太阳电池 |
| 1.3.2 AlGaAs(GaInP)/GaAs双结太阳电池 |
| 1.3.3 GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池 |
| 1.3.4 光谱匹配多结太阳电池 |
| 1.4 柔性Ⅲ-Ⅴ多结太阳电池 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 国内外研究进展 |
| 1.5 本论文的研究内容和安排 |
| 第二章 Ⅲ-Ⅴ多结太阳电池测试表征方法 |
| 2.1 Ⅲ-Ⅴ半导体材料外延技术 |
| 2.1.1 分子束外延(MBE) |
| 2.1.2 金属有机物气相外延(MOVPE) |
| 2.2 Ⅲ-Ⅴ半导体材料表征技术 |
| 2.2.1 原子力显微镜(AFM) |
| 2.2.2 高分辨X射线衍射(HRXRD) |
| 2.2.3 光致发光(PL) |
| 2.2.4 阴极发光(CL) |
| 2.2.5 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.6 二次离子质谱(SIMS) |
| 2.2.7 分光光度计 |
| 2.2.8 椭偏仪 |
| 2.3 Ⅲ-Ⅴ多结太阳电池测试系统 |
| 2.3.1 电致发光(EL) |
| 2.3.2 电流-电压(I-V)特性曲线 |
| 2.3.3 外量子效率(EQE) |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 多结太阳电池材料生长和表征 |
| 3.1 异质外延应力弛豫计算 |
| 3.1.1 异质外延晶格应变 |
| 3.1.2 异质外延临界厚度 |
| 3.1.3 平衡位错密度计算 |
| 3.2 多结太阳电池外延结构设计 |
| 3.2.1 子电池材料 |
| 3.2.2 倒装三结太阳电池 |
| 3.2.3 倒装四结太阳电池 |
| 3.2.4 倒装六结太阳电池 |
| 3.3 多结太阳电池外延材料生长 |
| 3.4 多结太阳电池外延材料表征 |
| 3.4.1 GaInP/GaAs/InGaAs三结太阳电池 |
| 3.4.2 AlGaInP/AlGaAs/InGaAs/InGaAs四结太阳电池 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 柔性多结太阳电池器件制备 |
| 4.1 柔性多结太阳电池制备方案 |
| 4.1.1 二次键合技术方案 |
| 4.1.2 电镀与低温转移技术方案 |
| 4.2 柔性多结太阳电池工艺优化 |
| 4.2.1 电镀Cu |
| 4.2.2 正面电极 |
| 4.2.3 工艺流程 |
| 4.3 宽光谱减反射膜(ARC)设计 |
| 4.3.1 ARC原理 |
| 4.3.2 ARC光学材料 |
| 4.3.3 多结太阳电池光学模型 |
| 4.3.4 300～1350 nm ARC |
| 4.3.5 300～1650 nm ARC |
| 4.4 太阳电池系统 |
| 4.4.1 热光伏电池系统 |
| 4.4.2 柔性多结太阳电池系统 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 多结太阳电池器件物理分析 |
| 5.1 四结太阳电池失效分析 |
| 5.1.1 典型失效特征 |
| 5.1.2 失效原因分析 |
| 5.1.3 失效原因总结 |
| 5.2 光电互易原理 |
| 5.2.1 公式推导 |
| 5.2.2 数据处理 |
| 5.3 子电池分析 |
| 5.3.1 三结太阳电池 |
| 5.3.2 四结太阳电池 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（2）电磁波在带电粒子流中的传输特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景及意义 |
| 1.2 电磁波与等离子体相互作用的研究进展 |
| 1.2.1 理论分析和数值计算 |
| 1.2.2 模拟实验研究进展 |
| 1.3 论文工作的主要内容和创新点 |
| 1.3.1 论文工作的主要内容 |
| 1.3.2 论文工作的创新点 |
| 第二章 电磁波在等离子体中传输的基本理论 |
| 2.1 等离子体的描述 |
| 2.1.1 等离子体频率 |
| 2.1.2 德拜屏蔽 |
| 2.1.3 碰撞频率 |
| 2.1.4 充电频率 |
| 2.2 等离子体的特性 |
| 2.3 等离子体生成机理 |
| 2.4 等离子体的介电常数和电导率 |
| 2.4.1 考虑碰撞时的介电常数和电导率 |
| 2.4.2 考虑充电时的介电常数和电导率 |
| 2.5 离子对等离子体的介电常数和电导率的影响 |
| 2.5.1 不考虑电子吞噬效应时的电导率 |
| 2.5.2 考虑电子吞噬效应时的电导率 |
| 2.5.3 不考虑电子吞噬效应时的介电系数 |
| 2.5.4 考虑电子吞噬效应时的介电系数 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 电磁波在带电粒子流中的传输特性数值分析 |
| 3.1 反射系数的理论分析 |
| 3.1.1 分层介质模型的引入 |
| 3.1.2 传输矩阵法求解分层介质的反射系数和透射系数 |
| 3.2 数值模拟结果 |
| 3.2.1 不同中性分子数密度 |
| 3.2.2 不同等离子体密度 |
| 3.2.3 不同电磁波入射角 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于雷达射频收发系统的测试实验 |
| 4.1 实验系统及配置 |
| 4.1.1 雷达射频收发系统 |
| 4.1.2 传输线测量装置 |
| 4.1.3 喇叭天线 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.2.1 射频输出调试 |
| 4.2.2 中放监测观测 |
| 4.3 数据分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 电磁波在带电粒子流中的传输特性实验平台搭建 |
| 5.1 实验系统及配置 |
| 5.1.1 真空腔体设备 |
| 5.1.2 考夫曼离子源 |
| 5.1.3 空心阴极电子源 |
| 5.2 实验平台 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究工作的总结 |
| 6.2 研究方向的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（3）1.3微米量子点带边模式光子晶体面发射激光器的理论研究与工艺制备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 光子晶体概述 |
| 1.2.1 光子晶体简介 |
| 1.2.2 光子晶体类型 |
| 1.2.3 光子晶体研究方法 |
| 1.3 光子晶体特性 |
| 1.3.1 光子禁带 |
| 1.3.2 光子局域 |
| 1.3.3 Purcell效应 |
| 1.3.4 偏振特性 |
| 1.4 光子晶体应用 |
| 1.4.1 光子晶体波导 |
| 1.4.2 光子晶体光纤 |
| 1.4.3 微波天线 |
| 1.4.4 光子晶体超棱镜 |
| 1.4.5 光子晶体激光器 |
| 1.5 本论文主要工作 |
| 第2章 光子晶体带边模式激光器基础 |
| 2.1 带边模式光子晶体激光器基本原理 |
| 2.2 带边模式光子晶体面发射激光器研究进展 |
| 2.3 带边模式光子晶体激光器功率增强方法 |
| 2.3.1 垂直方向加入布拉格反射镜(DBR) |
| 2.3.2 非对称空气孔增强垂直辐射常数 |
| 2.3.3 双晶格光子晶体结构 |
| 2.3.4 耦合腔 |
| 2.3.5 引入拓扑光子晶体 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 光子晶体能带计算与测试 |
| 3.1 光子晶体能带计算 |
| 3.1.1 平面波展开法(Plane Wave Expansion Method,PWM) |
| 3.1.2 传输矩阵法(Transfer Matrix Methods,TMM) |
| 3.1.3 有限时域差分法 |
| 3.2 FDTD软件模拟 |
| 3.3 能带测试方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 光子晶体面发射激光器的制备 |
| 4.1 光子晶体面发射激光器制备工艺流程 |
| 4.2 电子束曝光 |
| 4.2.1 电子束曝光简介 |
| 4.2.2 电子束曝光光刻胶与掩膜制备工艺 |
| 4.2.3 电子束曝光设备的操作与相关问题 |
| 4.3 薄膜生长工艺 |
| 4.4 光刻工艺 |
| 4.5 刻蚀工艺 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 采用平带结构进行功率增强的PCSEL |
| 5.1 平带理论 |
| 5.1.1 完全平带 |
| 5.1.2 部分平带 |
| 5.2 平带增强功率原理 |
| 5.3 具有平带的耦合腔1.3μm量子点PCSEL测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 本论文主要完成工作 |
| 6.2 在学期间所取得的主要成果和创新工作 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）金属微纳结构的制备及其光学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 表面等离激元 |
| 1.2.1 表面等离极化激元 |
| 1.2.2 局域表面等离激元 |
| 1.2.3 表面等离激元的研究与应用 |
| 1.3 光学异常透射研究进展 |
| 1.3.1 光学异常透射 |
| 1.3.2 光学异常透射的研究现状 |
| 1.4 光学增强吸收研究进展 |
| 1.4.1 光学增强吸收 |
| 1.4.2 光学增强吸收的研究现状 |
| 1.5 光学手性研究进展 |
| 1.5.1 手性结构和光学手性 |
| 1.5.2 光学手性的研究现状 |
| 1.6 数值模拟方法和实验制备方法 |
| 1.6.1 有限元算法 |
| 1.6.2 倾斜角沉积技术 |
| 1.7 本文主要工作 |
| 第2章 宽窄狭缝混合结构的宽频光异常透射特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 结构和计算方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 不同结构对透射特性的影响 |
| 2.3.2 不同结构参数对透射特性的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 石墨烯对金属纳米结构的增强光吸收研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法与数值模拟 |
| 3.2.1 纳米颗粒的沉积和石墨烯转移 |
| 3.2.2 数值模拟参数设置 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 结构的形貌表征及吸收光谱 |
| 3.3.2 模拟计算分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 扭曲Z形金属微纳结构的圆二色性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结构和计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 结构的CD光谱及共振模式分析 |
| 4.3.2 不同结构参数对CD特性的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 基于传输矩阵法的圆二色性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 琼斯矩阵分析与计算方法 |
| 5.3 不同TCPNs的CD特性 |
| 5.3.1 具有共轴线的TCPNs的CD:TMM对于特殊结构的建议 |
| 5.3.2 具有相对偏移的TCPNs的CD:推导耦合矩阵 |
| 5.3.3 NSN结构的CD:检验耦合矩阵 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 介质调控L形微纳结构的圆二色性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 结构的制备及形貌表征 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 结构的CD光谱 |
| 6.3.2 模拟计算分析 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 用于生物分子检测的手性锥壳微纳结构 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验方法和模拟方法 |
| 7.2.1 实验方法 |
| 7.2.2 测量方法 |
| 7.2.3 模拟方法 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 CCNM的形貌及其CD光谱 |
| 7.3.2 数值模拟分析 |
| 7.3.3 手性分子探测 |
| 7.4 小结 |
| 第8章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间科研成果 |
（5）基于CCOS的双面抛光工艺算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 常用的光学元件抛光方法 |
| 1.2.1 单点金刚石切削 |
| 1.2.2 气囊抛光 |
| 1.2.3 离子束抛光 |
| 1.3 CCOS技术的发展 |
| 1.3.1 国外发展现状 |
| 1.3.2 国内发展现状 |
| 1.4 全文内容安排 |
| 第2章 双面抛光的运动学研究 |
| 2.1 双面抛光机的工作原理 |
| 2.2 建立双面抛光的运动学方程 |
| 2.3 运动轨迹的动态分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 材料抛光去除分析 |
| 3.1 CCOS的理论支撑 |
| 3.1.1 普林斯顿(Preston)假设 |
| 3.1.2 材料去除的数学模型 |
| 3.2 去除函数优化 |
| 3.2.1 行星式抛光运动去除函数确定 |
| 3.2.2 趋近因子法 |
| 3.2.3 分时合成法 |
| 3.3 边缘效应研究 |
| 3.3.1 接触压强分布模型 |
| 3.3.2 相对速度模型 |
| 3.3.3 材料去除廓型 |
| 3.3.4 露边材料去除效果仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 抛光驻留时间的求解 |
| 4.1 驻留时间求解的数学模型 |
| 4.2 矩阵法求解的基本思想 |
| 4.2.1 约束最小二乘法 |
| 4.2.2 最近一次逼近法 |
| 4.3 顺向问题求解驻留时间 |
| 4.3.1 优化模型介绍 |
| 4.3.2 类迭代法 |
| 4.3.3 仿真实验基本参数与条件 |
| 4.3.4 类迭代法求解实验 |
| 4.4 逆向问题求解驻留时间 |
| 4.4.1 病态不适定问题 |
| 4.4.2 截断奇异值分解法(TSVD) |
| 4.4.3 截断参数选取方法研究 |
| 4.4.4 TSVD正则化求解实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 双面抛光机和工艺试验 |
| 5.1 SRIM-2017双面抛光机介绍 |
| 5.1.1 传动机构 |
| 5.1.2 控制系统 |
| 5.1.3 机件特性 |
| 5.2 CCOS系统软件介绍 |
| 5.2.1 软件的整体设计思路 |
| 5.2.2 去除区域数据提取处理 |
| 5.2.3 面形优化仿真 |
| 5.3 抛光实验与结果检测 |
| 5.3.1 石英玻璃抛光实验 |
| 5.3.2 干涉仪检测工件表面面形信息 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（6）基于电光采样的FEL-THz源时域诊断技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景与意义 |
| 1.2 FEL-THz源的时域诊断方法 |
| 1.3 FEL时域电光诊断技术的国内外研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容与创新点 |
| 2 THz电光采样中的非线性光学理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 THz场致Pockels效应 |
| 2.3 电光过程的频域描述 |
| 2.4 超短激光脉冲在非线性介质中的传输 |
| 2.5 高斯光束的传输变换 |
| 2.6 THz波的衍射传播 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 电光过程中采样激光的宽谱效应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电光响应函数 |
| 3.3 采样激光的宽谱效应 |
| 3.4 宽谱激光器的THz电光采样实验 |
| 3.5 厚晶体中的色散补偿 |
| 3.6 高频下电光采样过程中的宽谱效应 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 HUST FEL-THz源电光诊断系统设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 THz波的电光采样诊断设计 |
| 4.3 电子束纵向分布的电光采样诊断设计 |
| 4.4 相干渡越辐射的诊断设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 HUST FEL-THz源电光诊断系统的分析模型与反卷积算法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 HUST FEL-THz源光学诊断的理论模型 |
| 5.3 HUST FEL-THz源电子束诊断的理论模型 |
| 5.4 电光信号恢复的反卷积算法 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 电光采样平台的研制与测试 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 电光采样平台研制 |
| 6.3 基于光电导天线的测试结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的主要论文 |
（7）聚焦型高能离子微束技术的模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 高能离子微束装置发展概述 |
| 1.2.1 高能离子微束装置简介 |
| 1.2.2 高能离子微束装置发展简史 |
| 1.2.3 高能离子微束装置现状及应用 |
| 1.3 聚焦型高能离子微束技术研究现状及发展趋势 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.3.3 发展趋势 |
| 1.4 技术挑战与本文研究内容 |
| 第2章 离子光学理论与设计方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 离子光学与束流传输学简要对比 |
| 2.3 聚焦型高能离子微束原理 |
| 2.3.1 离子束参数 |
| 2.3.2 狭缝系统 |
| 2.3.3 聚焦透镜组系统 |
| 2.4 离子光学理论与设计方法 |
| 2.4.1 一阶理论 |
| 2.4.2 像差理论 |
| 2.4.3 离子光学设计方法 |
| 2.4.4 四极磁铁的聚焦理论研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 狭缝系统Geant4模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 300MeV质子与钨靶的相互作用产物模拟研究 |
| 3.2.1 适用理论分析 |
| 3.2.2 SRIM与Geant4模拟研究 |
| 3.3 直线型狭缝系统建模分析 |
| 3.3.1 Geant4模型 |
| 3.3.2 出射粒子分析 |
| 3.4 弯转型狭缝系统建模研究 |
| 3.4.1 Geant4模型 |
| 3.4.2 出射粒子分析 |
| 3.4.3 不同能量质子和狭缝材料的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 聚焦透镜组系统设计方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 GeV质子聚焦透镜组系统设计方法研究 |
| 4.2.1 GeV质子加速器束流特点分析 |
| 4.2.2 聚焦透镜组系统的缩小倍数和磁刚度 |
| 4.2.3 GeV质子聚焦透镜组系统设计与分析 |
| 4.3 应用于300MeV质子聚焦透镜组系统设计与分析 |
| 4.3.1 应用需求分析 |
| 4.3.2 聚焦透镜组结构及特点 |
| 4.3.3 公差分析及离子追迹 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 300MeV质子聚焦透镜组系统球差优化研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 球差分析与优化方法 |
| 5.2.1 四极磁铁球差 |
| 5.2.2 八极磁铁球差 |
| 5.2.3 球差优化方法 |
| 5.3 边缘场对300MeV质子聚焦透镜组系统的影响 |
| 5.3.1 四极磁铁的磁场模型 |
| 5.3.2 四极磁铁设计 |
| 5.3.3 固有像差简化 |
| 5.3.4 边缘场对300MeV质子聚焦透镜组系统的影响 |
| 5.4 300MeV质子聚焦透镜组系统球差优化研究 |
| 5.4.1 单个八极磁铁在不同位置的球差贡献 |
| 5.4.2 300MeV质子聚焦透镜组系统球差优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）强流氘氚中子发生器直流束线与氚靶系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 中子源的分类及特点 |
| 1.1.2 氘氚中子发生器的重要用途 |
| 1.2 氘氚中子发生器发展概况 |
| 1.2.1 大型氘氚中子发生器装置 |
| 1.2.2 紧凑型密封中子管 |
| 1.3 氘氚中子发生器氚靶发展概况 |
| 1.4 论文研究目的和意义 |
| 1.5 论文的主要工作与结构 |
| 第2章 强流离子束传输理论及束流包络计算方法 |
| 2.1 强流离子束传输理论 |
| 2.1.1 相空间基本概念 |
| 2.1.2 相空间束流匹配 |
| 2.2 束流包络计算方法 |
| 2.2.1 模拟计算程序简介 |
| 2.2.2 传输元件的矩阵表示 |
| 2.3 小结 |
| 第3章 强流氘氚中子发生器直流束传输系统设计与分析 |
| 3.1 总体方案设计与束流光路计算 |
| 3.1.1 设计目标及原则 |
| 3.1.2 总体方案设计 |
| 3.1.3 束流光路计算与分析 |
| 3.2 束流传输元件基本结构与设计原理 |
| 3.2.1 螺线管透镜 |
| 3.2.2 加速管 |
| 3.2.3 磁四极透镜 |
| 3.3 束流传输元件设计与计算分析 |
| 3.3.1 螺线管透镜 |
| 3.3.2 加速管 |
| 3.3.3 磁四极透镜 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 强流氘氚中子发生器氚靶系统设计研究 |
| 4.1 需求分析 |
| 4.2 初步设计方案 |
| 4.2.1 固定靶初步设计 |
| 4.2.2 旋转靶初步设计 |
| 4.3 固定靶的计算与分析 |
| 4.3.1 强度计算与分析 |
| 4.3.2 传热计算与分析 |
| 4.3.3 中子学计算与分析 |
| 4.4 旋转靶的计算与分析 |
| 4.4.1 强度计算与分析 |
| 4.4.2 传热计算与分析 |
| 4.4.3 中子学计算与分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 特色与创新 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与其它研究成果 |
（9）小型潘宁离子源中子管离子光学系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 中子发生器发展概述 |
| 1.1 国内外中子发生器的研究和应用的现状 |
| 1.2 国内外中子发生器离子光学系统的研究现状和发展趋势 |
| 1.3 国内外中子管用潘宁离子源的研究现状和发展趋势 |
| 1.4 本论文研究的意义 |
| 1.5 研究内容及论文结构 |
| 第二章 离子光学系统 |
| 2.1 束流的概念 |
| 2.2 束流相空间的线性传输理论 |
| 2.3 静电透镜场中轨迹方程和轴对称静电透镜 |
| 2.4 几种简单透镜的传输矩阵 |
| 2.5 空间电荷对束流输运过程的影响 |
| 第三章 中子管束流引出及分布 |
| 3.1 中子管离子光学系统的特点及对中子管性能的影响 |
| 3.2 等电位梯度加速管的传输特性 |
| 3.3 束流传输的数值仿真 |
| 3.3.1 不同结构的离子光学系统比较 |
| 3.3.2 不同加速电压下束流传输的比较 |
| 3.3.3 不同束流成分的仿真计算 |
| 3.4 实验结果 |
| 3.4.1 等离子体参数的诊断 |
| 3.4.2 靶面束流分布的测量 |
| 第四章 离子光学系统设计 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 伴随粒子中子管离子光学系统的仿真 |
| 4.3 高产额中子管束流光学系统的仿真 |
| 第五章 结论 |
| 5.1 本论文主要结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 进一步工作建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 研究生在校期间发表学术论文情况 |
（10）束流聚焦影响因素的束矩阵法计算分析（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 聚焦系统的磁元件及其布局 |
| 3 聚焦系统计算的物理模型 |
| 4 对影响聚焦诸因素的分析和计算 |
| 4.1 聚焦系统束包络计算的基本模型 |
| 4.2 束流能散度与发射度对聚焦的影响 |
| 4.3 束流初始半径及散角对聚焦的影响 |
| 5 结束语 |
四、束流聚焦影响因素的束矩阵法计算分析（论文参考文献）
- [1]柔性Ⅲ-Ⅴ多结太阳电池的大尺寸制备和器件研究[D]. 龙军华. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [2]电磁波在带电粒子流中的传输特性研究[D]. 陆欢欢. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]1.3微米量子点带边模式光子晶体面发射激光器的理论研究与工艺制备[D]. 陆寰宇. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(08)
- [4]金属微纳结构的制备及其光学特性研究[D]. 屈瑜. 陕西师范大学, 2020(02)
- [5]基于CCOS的双面抛光工艺算法研究[D]. 李晨晨. 长春理工大学, 2020(01)
- [6]基于电光采样的FEL-THz源时域诊断技术研究[D]. 吴邦. 华中科技大学, 2018(01)
- [7]聚焦型高能离子微束技术的模拟研究[D]. 窦彦昕. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [8]强流氘氚中子发生器直流束线与氚靶系统关键技术研究[D]. 宋逢泉. 中国科学技术大学, 2013(10)
- [9]小型潘宁离子源中子管离子光学系统的研究[D]. 万瑞芸. 中国工程物理研究院, 2009(02)
- [10]束流聚焦影响因素的束矩阵法计算分析[J]. 李献文,王文斗,李平,谢宇彤,代志勇,章林文. 信息与电子工程, 2003(04)