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不同气压下介质表面高功率微波击穿的数值模拟 被引量:3
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作者 蔡利兵 王建国 朱湘琴 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2363-2368,共6页
介绍了用于模拟介质表面高功率微波击穿的粒子模拟-蒙特卡罗碰撞方法,并采用该方法模拟研究了氩气环境不同气压下的介质表面高功率微波击穿过程,获得了该击穿过程中粒子数量和电子平均能量的时间变化图像,并得到了击穿延迟时间。数值模... 介绍了用于模拟介质表面高功率微波击穿的粒子模拟-蒙特卡罗碰撞方法,并采用该方法模拟研究了氩气环境不同气压下的介质表面高功率微波击穿过程,获得了该击穿过程中粒子数量和电子平均能量的时间变化图像,并得到了击穿延迟时间。数值模拟结果发现:在低气压下,次级电子倍增的作用比较明显,但电子数量在次级电子倍增饱和后的增速较低,击穿延迟时间较长;随着气压的升高,次级电子倍增的影响逐渐变小,气体电离逐渐占主导地位,击穿延迟时间逐渐变短;在高气压下,由于介质表面吸收沉积电子而呈负电性,次级电子倍增消失,击穿延迟时间由气体碰撞电离来决定。 展开更多
关键词 介质表面击穿 高功率微波 次级电子倍增 粒子模拟-蒙特卡罗碰撞
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GaAs电介质表面对剥离电子通量分布影响的数值研究 被引量:1
2
作者 唐田田 祝庆利 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2021年第5期104-110,共7页
利用半经典开轨道理论,研究了GaAs电介质表面对氢负离子在磁场中的光剥离干涉图样的作用,推导并计算了本体系下的光剥离电子流通量,主要研究GaAs电介质表面到离子的距离不同对电子通量的影响.结果表明,电介质表面到离子的距离可以改变... 利用半经典开轨道理论,研究了GaAs电介质表面对氢负离子在磁场中的光剥离干涉图样的作用,推导并计算了本体系下的光剥离电子流通量,主要研究GaAs电介质表面到离子的距离不同对电子通量的影响.结果表明,电介质表面到离子的距离可以改变电子通量分布中的振荡结构,影响探测平面上形成的干涉图样的分布.因此,可以通过改变电介质表面到离子的距离来调控剥离电子的通量和干涉图样分布. 展开更多
关键词 光剥离 开轨道理论 干涉图样 GaAs电介质表面
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空间电荷和介质表面电荷对微放电演化过程的影响
3
作者 王新波 申发中 +1 位作者 于明 崔万照 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期56-64,共9页
微放电是制约航天器微波部件功率容量的主要瓶颈之一。以介质微波部件中典型的介质加载平行板波导为例,基于三维粒子模拟分别对仅考虑外加微波场(情况1)、考虑外加微波场和空间电荷(情况2)以及考虑外加微波场、空间电荷和介质表面电荷(... 微放电是制约航天器微波部件功率容量的主要瓶颈之一。以介质微波部件中典型的介质加载平行板波导为例,基于三维粒子模拟分别对仅考虑外加微波场(情况1)、考虑外加微波场和空间电荷(情况2)以及考虑外加微波场、空间电荷和介质表面电荷(情况3)三种情况下微放电演化过程中电子数目、瞬态二次电子发射系数、归一化反射波电压以及介质表面与上金属板之间的间隙电压随时间的变化进行了仿真,并给出了情况3电子分布和介质表面电荷密度随时间的变化过程。在此基础上,明确了空间电荷和介质表面电荷在微放电过程中所起的不同作用:即空间电荷会使微放电达到饱和状态,介质表面电荷则导致微放电饱和状态无法持续,最后自行熄灭。介质表面电荷导致了微放电过程中介质和金属瞬态二次电子发射系数下降速率不一致,归一化反射波电压幅度随时间变化的包络类似于“眼睛”形状、间隙电压类直流偏置、非对称电子能量分布等特殊现象。 展开更多
关键词 微放电 空间电荷 介质表面电荷 粒子模拟
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渐变表面左手介质表面波天线散射特性分析
4
作者 黄萌 徐善驾 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期267-271,共5页
利用严格的模匹配与多模网络相结合的方法以及阶梯近似和阻抗转移技术分析了不同渐变曲线形状的左手介质表面波天线的反射与辐射特性,着重研究了不同渐变形状对天线反射与辐射特性的影响。从电磁波散射的角度将辐射问题转化为表面波和... 利用严格的模匹配与多模网络相结合的方法以及阶梯近似和阻抗转移技术分析了不同渐变曲线形状的左手介质表面波天线的反射与辐射特性,着重研究了不同渐变形状对天线反射与辐射特性的影响。从电磁波散射的角度将辐射问题转化为表面波和空间波的传输问题,从而使分析过程得到了极大的简化。分析表明左手介质表面波天线的辐射特性与传统右手情形有很多不同,说明了产生这种不同的原因。所给出的计算结果对左手介质表面波天线的设计有实际参考意义。 展开更多
关键词 左手介质表面波天线 消失表面 反射和辐射
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束缚于介质表面的“自由”电子的光电发射特性 被引量:1
5
作者 王福敦 龚光源 《红外技术》 CSCD 1990年第1期40-44,共5页
首先计算了利用外场将自由电子束缚于电介质表面上时的电子费米能、位阱及逸出功。继而讨论了这种装填在电介质表面上的电子的光电发射特性。
关键词 介质表面 电子 光电发射
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介质表面上镀制强附着力电极薄膜的方法
6
《表面技术》 EI CAS CSCD 2007年第1期93-93,共1页
一种介质表面上镀制强附着力电极薄膜的方法,在介质表面上镀制铜的电极薄膜,首先在介质表面与铜的焊接层之间镀上一层金属铬或镍或钛的第一过渡层,在第一过渡层与电极焊接层之间镀上一层由第一过渡层的金属与铜混合的材料是铬加铜,... 一种介质表面上镀制强附着力电极薄膜的方法,在介质表面上镀制铜的电极薄膜,首先在介质表面与铜的焊接层之间镀上一层金属铬或镍或钛的第一过渡层,在第一过渡层与电极焊接层之间镀上一层由第一过渡层的金属与铜混合的材料是铬加铜,或镍加铜,或钛加铜的第二过渡层。镀制的电极薄膜具有强的附着力,抗拉性强,抗骤冷热性强,焊接引线难度小。 展开更多
关键词 介质表面 附着力 电极 薄膜 镀制 过渡层 金属铬 加铜
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交流激励下的锯齿环状表面介质阻挡放电特性
7
作者 徐海笑 姜慧 +2 位作者 杨永杰 龚子羿 杨帆 《高电压技术》 北大核心 2025年第4期2049-2059,共11页
为探究高压电极形状对环状表面介质阻挡放电特性和气动激励的影响,设计了一种锯齿环状激励器并研究了交流电源激励下锯齿数量对电流波形、放电图像、功率、推力和流场的影响。研究结果表明:增加锯齿后电压上升期间的电流脉冲数增多,这... 为探究高压电极形状对环状表面介质阻挡放电特性和气动激励的影响,设计了一种锯齿环状激励器并研究了交流电源激励下锯齿数量对电流波形、放电图像、功率、推力和流场的影响。研究结果表明:增加锯齿后电压上升期间的电流脉冲数增多,这与锯齿极不均匀的电场与暴露电极长度的增加有关;平均功率与电压近似线性关系且功率随锯齿数增加逐渐降低。锯齿的存在使环状电极内边缘放电通道更加集中,较为密集的锯齿结构有助于改善放电的均匀性。锯齿环状表面介质阻挡放电以更低的功率产生更大面积的等离子体,锯齿数等于12时等离子体分布的对称性达到最优。相邻锯齿外电场的抵消作用抑制了微放电的产生,外电场分布决定了放电面积的增长。锯齿结构增大了环状激励器的推力和推功比,推力的增加与电流脉冲数和平均功率有关。流场在水平方向的分布随锯齿数增加逐渐变窄,放电产生的动量在垂直方向上更加集中。 展开更多
关键词 表面介质阻挡放电 锯齿电极 微放电 放电面积 推力
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覆水工况下微秒脉冲激励环状表面介质阻挡放电特性研究
8
作者 姜慧 杨永杰 +1 位作者 龚子羿 韩雨菲 《电工技术学报》 北大核心 2025年第15期4988-4998,共11页
表面介质阻挡放电(SDBD)激励器覆水时其介质表面的电场分布会发生变化,进而影响SDBD的应用效果,故需探究SDBD激励器覆水时的放电特性。该文基于微秒脉冲激励开展覆水工况下环状电极SDBD的放电特性研究,比较了覆水前后环状SDBD的放电特... 表面介质阻挡放电(SDBD)激励器覆水时其介质表面的电场分布会发生变化,进而影响SDBD的应用效果,故需探究SDBD激励器覆水时的放电特性。该文基于微秒脉冲激励开展覆水工况下环状电极SDBD的放电特性研究,比较了覆水前后环状SDBD的放电特性差异,并结合水滴极化、表面电荷积累等理论,分析了环状SDBD激励器在覆水条件下放电通道的发展以及水滴对其造成的影响。结果表明,高压电极产生的放电通道沿径向发展时朝水滴发生了偏移,并在遭遇水滴后被“阻断”;水滴不仅会改变环状SDBD介质表面的电场分布,其下端出现的局部强电场还会降低SDBD放电电流峰值并减少放电次数;水滴表面出现多个放电起始点,产生的通道与高压电极产生的通道互斥,导致水滴周围出现明显暗区。随着外加电压幅值上升,放电通道向水滴的偏移加剧,呈现水滴汇聚放电通道现象;同时放电通道的亮度显著提升,但放电通道被阻断的现象始终存在。此外,水滴在脉冲上升沿阶段内进行电荷积累,并于脉冲下降沿阶段作为“二次电极”释放电荷,增强了介质表面的反向放电。 展开更多
关键词 环状表面介质阻挡放电 覆水工况 阻断现象 放电通道发展 二次电极
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真空条件下介质窗表面微波击穿实验 被引量:12
9
作者 黄惠军 常超 +3 位作者 侯青 陈昌华 方进勇 朱晓欣 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期845-848,共4页
介绍了介质表面真空微波击穿研究实验装置的设计以及介质表面刻凹槽实验。微波源为S波段速调管,中心频率2.86 GHz,脉宽1μs。为确保击穿发生在后端介质样品处,而前端用于和速调管源隔离的陶瓷微波窗不击穿,实验装置采用先分后合的方法,... 介绍了介质表面真空微波击穿研究实验装置的设计以及介质表面刻凹槽实验。微波源为S波段速调管,中心频率2.86 GHz,脉宽1μs。为确保击穿发生在后端介质样品处,而前端用于和速调管源隔离的陶瓷微波窗不击穿,实验装置采用先分后合的方法,利用两个陶瓷窗,每个陶瓷窗传输总功率的一半。为了抑制三相点带来的效应,采用凹形的圆柱介质,三相点处于电场强度弱的位置,有效消除了三相点的影响。在此实验装置上做了表面刻凹槽实验,初步实验结果表明,与光滑表面击穿阈值相比较,刻凹槽可使功率容量提高2倍以上。 展开更多
关键词 介质击穿 介质表面 高功率微波 三相点 刻槽
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表面粗糙度对表面介质阻挡放电特性的影响研究 被引量:13
10
作者 杨国清 张青 +2 位作者 钟思 孙瑞峰 王德意 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期96-100,共5页
表面介质阻挡放电因能产生大面积均匀等离子体而被广泛研究及应用。然而多数研究致力于通过改变反应器对放电产生的等离子体参数进行优化。文中重点研究了介质表面粗糙度对沿面介质阻挡放电特性的影响,从介质表面态角度对产生的等离子... 表面介质阻挡放电因能产生大面积均匀等离子体而被广泛研究及应用。然而多数研究致力于通过改变反应器对放电产生的等离子体参数进行优化。文中重点研究了介质表面粗糙度对沿面介质阻挡放电特性的影响,从介质表面态角度对产生的等离子体进行优化。石英玻璃作为阻挡介质在实验前经均匀机械研磨,并测量处理后的介质表面粗糙度指标Ra。实验结果发现:当放电产生的低温等离子体均匀分布于放电气隙时,表面粗糙度指标Ra为427.1 nm的介质的起始放电电压最低、平均放电功率最大、放电产生等离子体的电子激发温度最高。介质表面经不同程度研磨处理,能够有效改变表面介质阻挡放电产生的等离子体参数。在所制备的样品中,粗糙度指标Ra为427.1 nm的介质产生的等离子体参数相对更优。 展开更多
关键词 表面介质阻挡放电 介质表面粗糙度 低温等离子体
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纳秒脉冲表面介质阻挡放电特性实验研究 被引量:22
11
作者 姜慧 章程 +4 位作者 邵涛 车学科 张东东 徐蓉 严萍 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期592-596,共5页
在常规大气环境条件下,基于单极性纳秒脉冲电源对表面介质阻挡放电特性进行了实验研究。结果表明:纳秒脉冲表面介质阻挡放电的本质是丝状放电,放电集中在电压脉冲的上升沿;激励电压和脉冲重复频率越大,放电越强烈,越接近均匀放电,但电... 在常规大气环境条件下,基于单极性纳秒脉冲电源对表面介质阻挡放电特性进行了实验研究。结果表明:纳秒脉冲表面介质阻挡放电的本质是丝状放电,放电集中在电压脉冲的上升沿;激励电压和脉冲重复频率越大,放电越强烈,越接近均匀放电,但电压的作用更侧重于均匀性,而频率的作用则侧重于放电的强度;电极间隙的优化可以使表面介质阻挡放电特性最好;玻璃作为阻挡介质时容易发生沿面闪络。 展开更多
关键词 纳秒脉冲 表面介质阻挡放电 丝状放电 电极间隙 沿面闪络
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电压幅值和频率对表面介质阻挡放电与气动特性的影响 被引量:16
12
作者 高国强 彭开晟 +2 位作者 董磊 魏文赋 吴广宁 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期55-62,共8页
相比传统流动控制技术,表面介质阻挡放电(SDBD)具有响应速度快、体积较小、控制位置灵活、成本较低等优势,具有巨大的应用前景。本文在不同电压幅值和不同频率的条件下,分别进行SDBD实验,并利用纹影技术对SDBD诱导气流进行系统的比较分... 相比传统流动控制技术,表面介质阻挡放电(SDBD)具有响应速度快、体积较小、控制位置灵活、成本较低等优势,具有巨大的应用前景。本文在不同电压幅值和不同频率的条件下,分别进行SDBD实验,并利用纹影技术对SDBD诱导气流进行系统的比较分析。利用像素强度积分法拟合了SDBD诱导气流的速度分布,定性分析电压幅值和电源频率对诱导气流速度的影响。实验结果表明,SDBD消耗功率与电压幅值近似呈指数关系,而与频率近似呈线性关系;随着电压幅值和频率的增大,SDBD诱导气流的长度均先增加后趋于稳定;诱导气流纵向速度分布呈先上升后下降至零的趋势,其最大速度随着电压幅值和频率的增大而增大;不同电压幅值、频率下,诱导气流速度曲线均在距介质表面0.2mm附近达到最大值,几乎不随电压幅值和频率的变化而改变。 展开更多
关键词 表面介质阻挡放电 放电特性 诱导气流 气动特性
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纳秒和微秒脉冲激励表面介质阻挡放电特性对比 被引量:23
13
作者 周杨 姜慧 +3 位作者 章程 车学科 严萍 邵涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期3091-3097,共7页
表面介质阻挡放电(DBD)在气体流动控制方面有着巨大的应用前景。利用自制的纳秒和微秒脉冲电源进行表面DBD实验,比较了电压幅值、介质厚度、电极水平间距等对两种激励下表面DBD电特性的影响并进行了分析。实验中两种电源激励的表面介质... 表面介质阻挡放电(DBD)在气体流动控制方面有着巨大的应用前景。利用自制的纳秒和微秒脉冲电源进行表面DBD实验,比较了电压幅值、介质厚度、电极水平间距等对两种激励下表面DBD电特性的影响并进行了分析。实验中两种电源激励的表面介质阻挡放电能量均在mJ量级,上升沿瞬时最大功率达到几十kW。实验结果表明:在脉冲上升沿有多次放电,微秒脉冲上升沿放电次数比纳秒脉冲多;随着电压幅值上升,放电次数减少;介质越薄,放电越激烈,能量越大;电极水平间距对表面DBD放电有影响,间距0 mm时能量消耗最大;施加脉冲电压频率越大,放电等离子体的亮度越大;微秒脉冲放电的等离子体区域要大于纳秒脉冲放电。 展开更多
关键词 表面介质阻挡放电 纳秒脉冲 微秒脉冲 电特性 能量 放电等离子体
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不同电极间距下纳秒脉冲表面介质阻挡放电分布特性 被引量:33
14
作者 姜慧 邵涛 +1 位作者 章程 严萍 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期33-42,共10页
电极间距是表面介质阻挡放电(SDBD)的一个重要结构参数。通过实验研究和仿真计算,研究电极间距对纳秒脉冲SDBD等离子体分布特性的影响,并从理论上分析类弥散和离散通道两种等离子体分布的形成机制。实验研究表明,电极间距是造成两种典... 电极间距是表面介质阻挡放电(SDBD)的一个重要结构参数。通过实验研究和仿真计算,研究电极间距对纳秒脉冲SDBD等离子体分布特性的影响,并从理论上分析类弥散和离散通道两种等离子体分布的形成机制。实验研究表明,电极间距是造成两种典型特性及不同等离子体分布的关键结构参数。通过对放电区域外电场的仿真计算发现,不同电极间距下外电场分布形态和数值的差异,是形成两种不同等离子体分布模式的直接原因。结合气体放电基本理论,分析认为:等离子体类弥散分布是由于流注前向发展和横向激发电离同时在起作用,而离散通道分布是因为流注通道以前向发展为主、横向电离作用较弱;两种等离子体分布模式形成的根本原因在于电场随时间的增大率和随空间的减小率以及流注通道的发展速度之间的匹配。 展开更多
关键词 纳秒脉冲 表面介质阻挡放电 电极间距 等离子体分布特性 外电场分布
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新型全介质谐振表面二元超材料吸波体 被引量:3
15
作者 王强 王岩 +2 位作者 黄小忠 熊益军 张芬 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期363-367,共5页
基于干涉理论,利用低介电材料全介质谐振表面(All-dielectric resonance surface,ADRS)设计并制备了一种新型二元结构超材料吸波体(Binary-structural metamaterial absorber,BMA)。优化后的BMA分别在13. 332 GHz、16. 722 GHz和17. 34 ... 基于干涉理论,利用低介电材料全介质谐振表面(All-dielectric resonance surface,ADRS)设计并制备了一种新型二元结构超材料吸波体(Binary-structural metamaterial absorber,BMA)。优化后的BMA分别在13. 332 GHz、16. 722 GHz和17. 34 GHz处有强吸收。通过阻抗分析、能量损耗分布及场分析的方法解释了BMA的谐振与吸波机理,并研究了ADRS结构参数对吸波性能的影响。分析表明,BMA的三频谐振来源于ADRS的电谐振响应; ADRS的结构决定谐振峰处磁场分布,进而影响吸波性能。仿真结果与实测结果吻合较好。本工作提出的采用低介电材料ADRS代替传统金属谐振表面及难以制备的高介电常数ADRS,极大地简化了超材料吸波体的设计。 展开更多
关键词 二元超材料吸波体 低介电常数 介质谐振表面 多频带
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大气压N_2-O_2混合气纳秒脉冲表面介质阻挡放电建模仿真 被引量:11
16
作者 朱益飞 贾敏 +2 位作者 崔巍 李应红 吴云 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1716-1723,共8页
大气压N2-O2混合气ns脉冲表面介质阻挡放电(SDBD)机理是等离子体气动激励与流动耦合作用机制研究的重要内容。为此,耦合等离子体化学反应动力学方程和考虑能量的等离子体漂移-扩散方程组,建立了大气压下N2-O2混合气ns脉冲放电的2维模型... 大气压N2-O2混合气ns脉冲表面介质阻挡放电(SDBD)机理是等离子体气动激励与流动耦合作用机制研究的重要内容。为此,耦合等离子体化学反应动力学方程和考虑能量的等离子体漂移-扩散方程组,建立了大气压下N2-O2混合气ns脉冲放电的2维模型。考虑15种粒子、对应的电子碰撞反应以及35个化学反应过程,得到了SDBD的伏安特性、电荷分布和能量分布。综合分析电荷及电子能量分布结果表明,高能电子撞击是产生离子的主要方式,而低能电子的累积和离子在电场驱动下的定向运动是使放电呈现非平衡的重要原因。将计算结果与实验获得的伏安特性数据、放电形态和光谱分析结果进行了比照分析,发现2者比较相符,验证了模型的可靠性。 展开更多
关键词 大气压 表面介质阻挡放电 SDBD NS脉冲 N2-O2混合气 等离子体化学 仿真模型
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在介质内表面处柱面波的反射和减反射 被引量:1
17
作者 石玉珠 彭奎 +1 位作者 沈群 刘宏俊 《应用光学》 CAS CSCD 2004年第1期12-14,共3页
应用转移矩阵法研究柱面介质内表面处柱面波的反射 ,发现在小半径内表面上的反射为全反射 ,当半径较大时 ,它只是部分反射。这种特性对于设计光源和小半径接收器有用。同时研究了柱面波的柱面多层减反射涂层 ,发现这些涂层不能应用通常... 应用转移矩阵法研究柱面介质内表面处柱面波的反射 ,发现在小半径内表面上的反射为全反射 ,当半径较大时 ,它只是部分反射。这种特性对于设计光源和小半径接收器有用。同时研究了柱面波的柱面多层减反射涂层 ,发现这些涂层不能应用通常的四分之一膜层设计 ,在此基础上叙述了新的设计原理。 展开更多
关键词 柱面波 柱面介质表面 全反射 柱面多层减反射涂层
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参数化纳秒脉冲电源激励下表面介质阻挡放电特性 被引量:17
18
作者 陈杰 梁华 +2 位作者 魏彪 赵光银 苏志 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期3365-3374,共10页
为研究纳秒脉冲电压上升沿、下降沿、脉宽、以及覆盖电极宽度对表面介质阻挡放电特性的影响。结合放电图像、电压-电流波形以及高速纹影详细分析了各参数对纳秒脉冲表面介质阻挡放电的放电形态、能量消耗以及诱导流场的影响。实验结果表... 为研究纳秒脉冲电压上升沿、下降沿、脉宽、以及覆盖电极宽度对表面介质阻挡放电特性的影响。结合放电图像、电压-电流波形以及高速纹影详细分析了各参数对纳秒脉冲表面介质阻挡放电的放电形态、能量消耗以及诱导流场的影响。实验结果表明:脉冲电压上升沿与下降沿时间对放电细丝的均匀性有影响,而放电细丝的长度受脉宽影响较大,同时也受到覆盖电极宽度的制约;纳秒脉冲激励产生冲击波的同时会诱导产生速度较小的弱射流,且射流方向受到各电参数的影响,因此,纳秒脉冲激励不只是单纯的快速加热,还有体积力的作用。 展开更多
关键词 表面介质阻挡放电 上升沿 下降沿 脉宽 电极宽度
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基于介质超表面的宽谱、大偏转角近红外光束偏转器 被引量:3
19
作者 程宏 李洪涛 +6 位作者 韩彦军 孙长征 郝智彪 熊兵 汪莱 王健 余佳东 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1873-1880,共8页
设计了一种适合集成的基于介质超表面的透射式光束偏转器,可在1550 nm附近的红外波段实现大角度偏转,同时具有宽光谱、高效率的优势。根据广义斯涅尔定律设计并优化了光束偏转器的结构,由横截面为梯形的非晶硅纳米柱周期性排列在石英玻... 设计了一种适合集成的基于介质超表面的透射式光束偏转器,可在1550 nm附近的红外波段实现大角度偏转,同时具有宽光谱、高效率的优势。根据广义斯涅尔定律设计并优化了光束偏转器的结构,由横截面为梯形的非晶硅纳米柱周期性排列在石英玻璃衬底上构成,相比于传统超表面采用多个纳米柱实现离散的相位梯度,梯形纳米柱形成的连续相位梯度可以获得更好的偏转特性。利用时域有限差分算法对光束偏转器的效率、偏转角、宽光谱和入射角度依赖性等性能进行了仿真分析,采用电子束光刻等工艺制备加工出上述器件并进行了测试。仿真结果表明偏转器在1350~1650 nm波段均具备良好的偏转特性,平均透射率高于87%,平均偏转率为81%;器件在1550 nm处实现了42.8°的大偏转角,透射率为84%,偏转率为80%,且允许入射角度在-10°~5°变化。实验测试结果表明对于1550 nm波长,光束偏转角度在41°附近,器件透射率约为76%,约35%的入射光偏转到目标角度。上述方案为近红外超表面器件的设计提供了新的思路,实现了效率、偏转角和适用波长的优化,透射式光路更加适合集成,应用潜力更大。 展开更多
关键词 近红外 宽光谱、大偏转角 光束偏转器 介质表面 梯形纳米柱
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具有不规则自由表面的粘弹性介质中声波模拟的有限差分算法
20
作者 王秀明 张雷 陈浩 《应用声学》 CSCD 北大核心 2012年第5期321-328,共8页
声波在具有不规则自由表面的粘弹性介质传播的数值模拟工作在地震勘探,地震预测中非常重要,特别是当模型有起伏的自由界面和较强的衰减特性时更是如此。基于镜像方法和直接方法,本文发展了一种二维有限差分算法,可以模拟不规则自由表面... 声波在具有不规则自由表面的粘弹性介质传播的数值模拟工作在地震勘探,地震预测中非常重要,特别是当模型有起伏的自由界面和较强的衰减特性时更是如此。基于镜像方法和直接方法,本文发展了一种二维有限差分算法,可以模拟不规则自由表面引起的声波散射问题。该方法将自由表面条件与速度应力方程结合求解粘弹性波动方程,在垂直和水平自由段及拐点处设置相应的边界条件。该方法假设自由表面穿过剪切应力和相应参数的网格点。为了提高计算精度,分别计算了水平和垂直方向上应力镜像值,而对质点速度,采用先水平方向后垂直方向分析进行镜像计算和更新。将粘弹性水平自由表面镜像方法和不同倾斜度平滑自由表面的改进方法的数值结果进行对比,并验证了算法的精度。 展开更多
关键词 声波 有限差分 不规则自由表面 粘弹性介质
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