基于亲和作用力的外泌体高效分离方法的经典策略和研究进展

1

作者 王海燕 谢沛涓 +1 位作者 乔晓强 张丽媛 《色谱》 北大核心 2025年第5期413-423,共11页

外泌体是大多数细胞分泌的细胞外囊泡的一个特殊亚类,存在于血液、尿液、唾液、羊水、乳汁等各种生物体液中,也存在于各种组织和细胞间隙中,是细胞间通讯的重要介质。越来越多的研究表明,基于外泌体的液体活检有望成为疾病早期诊断、治... 外泌体是大多数细胞分泌的细胞外囊泡的一个特殊亚类,存在于血液、尿液、唾液、羊水、乳汁等各种生物体液中,也存在于各种组织和细胞间隙中,是细胞间通讯的重要介质。越来越多的研究表明,基于外泌体的液体活检有望成为疾病早期诊断、治疗监测以及预后评估的重要手段,高质量外泌体的分离则是保障后续相关诊断及治疗结果准确性和可重复性的前提和保障。然而,由于外泌体在样本中丰度较低,且与体液中的类似成分(如细胞碎片、蛋白质)共存,如何在复杂的生物样本中实现其高效的分离仍具有挑战性。目前,基于外泌体的物理、化学和生物特性,已发展出多种外泌体分离技术。近年来,基于亲和作用力的外泌体高效分离方法克服了传统分离方法的局限性和弊端,在科研和临床中得到了广泛应用。本文聚焦外泌体分离富集领域,系统综述了近年来基于亲和作用力的外泌体分离富集方法,并对外泌体分离富集方法的发展前景进行了分析和展望,期望为外泌体分离方法新策略的构建及应用提供参考。 展开更多

关键词 外泌体 生物标志物 亲和作用 分离富集 研究进展

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超流氦负压换热器设计与数值模拟研究

2

作者 刘轶伦 何崇超 +1 位作者 丁培 卢亮 《低温工程》 北大核心 2025年第1期70-77,86,共9页

利用分布参数法,对用于100 W@2 K低温系统的绕管翅式负压换热器和板翅式负压换热器进行了设计,质量流量为5 g/s。以液氦出口温度、换热效率和壳程压降作为设计指标,初步确定了两种型式的换热器尺寸。利用数值模拟的方式对该设计结果进... 利用分布参数法,对用于100 W@2 K低温系统的绕管翅式负压换热器和板翅式负压换热器进行了设计,质量流量为5 g/s。以液氦出口温度、换热效率和壳程压降作为设计指标,初步确定了两种型式的换热器尺寸。利用数值模拟的方式对该设计结果进行了校核,发现数值模拟与设计计算在换热计算上吻合较好,但在阻力计算上并不匹配。设计尺寸下,绕管翅式换热器性能指标为2.239 K、82.6%和68.12 Pa;板翅式换热器的性能指标为2.278 K、81.59%和77.49 Pa。 展开更多

关键词 2 K 负压换热器 绕管翅式 板翅式 分段法 数值模拟

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钙钛矿结构氧氮化物SrTaO_(2)N的高温高压结构稳定性研究

3

作者 罗兴丽 谭大勇 +3 位作者 陈炜珊 李端 曾良 肖万生 《地球化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期445-453,共9页

N2是地球大气的主要组分,N元素是生命起源的基础元素,了解N在地球深部高温高压环境中的赋存形式是探讨全球N循环和宜居性地球大气环境的重要基础。本研究应用金刚石对顶砧(DAC)高压装置和激光加温技术模拟地球深部的压力和温度环境,通... N2是地球大气的主要组分,N元素是生命起源的基础元素,了解N在地球深部高温高压环境中的赋存形式是探讨全球N循环和宜居性地球大气环境的重要基础。本研究应用金刚石对顶砧(DAC)高压装置和激光加温技术模拟地球深部的压力和温度环境,通过高压原位同步辐射X射线衍射和拉曼光谱对钙钛矿结构氧氮化物SrTaO_(2)N开展高温高压结构稳定性研究。高压X射线衍射结果表明,在0~40.5 GPa的压力范围内,四方结构SrTaO_(2)N没有发生相变,其体积模量为K_(0)=290(3) GPa,并具有a轴和c轴的压缩各向异性。压缩过程中,Ta(O,N)_(6)八面体主要发生刚性旋转,旋转角为0.25°~12.64°,但保持四方结构稳定。常温高压(300 K,40.2 GPa)与高温高压(1800±200 K,41.3 GPa)拉曼对比实验结果显示,在高温高压条件下,SrTaO_(2)N仍保持初始的拉曼谱特征,结构稳定。本研究结果揭示,常压高温条件下通过N^(3-)替代O^(2-)合成的钙钛矿结构氧氮化物,能够在地球内部下地幔上部的温压环境下稳定存在。这种以钙钛矿结构存在的氧氮化物可能是地球深部隐藏的N储库,为解释地球N亏损现象提供了重要线索,同时也为探索N在地球深部中的赋存及其对全球N循环和宜居性大气环境的影响提供了新的研究方向。 展开更多

关键词 N储库 SrTaO_(2)N 高温高压 X射线衍射 拉曼光谱

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S~3FEL束流测试平台注入段废束桶束窗设计

4

作者 张浩 赵峰 +3 位作者 林涵文 李磊 黄礼明 尉伟 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第5期79-85,共7页

深圳中能高重复频率X射线自由电子激光(S~3FEL)的预研项目中的束流测试平台,将用于攻克高重复频率自由电子激光中的多项重大关键技术。对S~3FEL束流测试平台中注入段废束桶束窗进行结构设计,结合电子束流参数设计了一种钎焊水冷铜窗。... 深圳中能高重复频率X射线自由电子激光(S~3FEL)的预研项目中的束流测试平台,将用于攻克高重复频率自由电子激光中的多项重大关键技术。对S~3FEL束流测试平台中注入段废束桶束窗进行结构设计,结合电子束流参数设计了一种钎焊水冷铜窗。通过有限元分析方法对束窗进行热结构计算,分析了不同冷却通道和冷却流速下的温度、应力和变形。综合考虑冷却效果、流致振动和经济效益因素,最终选取了M型水冷通道和流速为1 m/s的束窗设计。并对该束窗处的真空分布进行计算,结果满足了设计要求,验证了设计的合理性,能够确保装置稳定可靠运行。 展开更多

关键词 自由电子激光 高重频 束窗 真空

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高重复频率传输线结构冲击磁铁仿真分析

5

作者 王东兴 韩波 +2 位作者 武万锋 黄毛毛 朱燕燕 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第3期94-101,共8页

深圳中能高重复频率X射线自由电子激光(S3FEL)需要MHz的高重复频率高稳定性冲击磁铁(Kicker)系统,传输线结构冲击磁铁系统是实现高重复频率的有效途径。但传输线结构冲击磁铁的波形稳定性不足限制了该类型冲击磁铁在大型粒子加速器中的... 深圳中能高重复频率X射线自由电子激光(S3FEL)需要MHz的高重复频率高稳定性冲击磁铁(Kicker)系统,传输线结构冲击磁铁系统是实现高重复频率的有效途径。但传输线结构冲击磁铁的波形稳定性不足限制了该类型冲击磁铁在大型粒子加速器中的应用。为改善上述不足,基于传输线结构冲击磁铁的输入波形和电路结构参数开展了研究,利用傅里叶分析等数学工具分析了影响冲击磁铁工作波形稳定性的主要因素,揭示了冲击磁铁理想波形的谐波次数与传输线结构冲击磁铁截止频率之间的关系。在此基础上,提出一种减小冲击磁铁实际波形与理想波形偏差的方法。该方法通过调整冲击磁铁输入波形参数或者传输线结构冲击磁铁截止频率,在一定范围内可以获得冲击磁铁理想的工作波形。为验证上述关系,用电路仿真软件对冲击磁铁不同工作波形和不同电路参数进行了仿真。仿真结果证实了上述关系且验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 传输线结构 冲击磁铁 高重复频率 傅里叶级数 截止频率

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NEG镀膜真空盒在线激活的初步研究 被引量：2

6

作者 马文静 赵壮 +5 位作者 张善才 王思慧 洪远志 范乐 王成宏 尉伟 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期113-118,共6页

合肥先进光源(HALF)是一台正在规划中的衍射极限同步辐射光源,其紧凑的物理设计和小孔径磁铁导致传统离散分布的真空泵系统很难达到衍射极限储存环所需的超高真空环境。镀有NEG(Non-Evaporable Getter)薄膜的小孔径真空盒不仅节约空间,... 合肥先进光源(HALF)是一台正在规划中的衍射极限同步辐射光源,其紧凑的物理设计和小孔径磁铁导致传统离散分布的真空泵系统很难达到衍射极限储存环所需的超高真空环境。镀有NEG(Non-Evaporable Getter)薄膜的小孔径真空盒不仅节约空间,还具有分布式吸气的能力,能满足衍射极限装置对超高真空的需求。NEG膜层需要在一定温度下激活才能具有吸气作用,因此在满足其他部件安全的前提下,它的激活方法与工艺十分重要。本文通过建立在线激活NEG薄膜的温度分析模型,模拟在加热温度为180℃和200℃情况下的NEG镀膜真空盒及磁铁的温度分布;采用聚酰亚胺加热膜缠绕管道的加热方式对管道的在线激活工艺进行初步研究,完成银铜(OFS)真空管在线激活时的温度测量,测得磁铁最高温度保持在40℃左右,验证了NEG镀膜真空管在线激活时四极磁铁的安全性。此研究为合肥先进光源NEG镀膜真空盒在线激活提供了解决方案和工作基础。 展开更多

关键词 衍射极限装置 超高真空 小孔径 NEG镀膜真空盒 NEG激活

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基于双模态的小角散射图像结构表征技术研究 被引量：1

7

作者 谷文俊 张晟恺 +2 位作者 邱晓梦 李亚康 宋伟 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2023年第8期1443-1452,共10页

小角X射线散射设备的不断升级和发展产生了更多更高维的散射数据,给研究人员快速获取实验结果带来了极大挑战。亟需有效的自动化分类方法,加快数据表征速度的同时保证较高的准确率。然而,许多模型学习特征主要针对光照图像,忽略了散射... 小角X射线散射设备的不断升级和发展产生了更多更高维的散射数据,给研究人员快速获取实验结果带来了极大挑战。亟需有效的自动化分类方法,加快数据表征速度的同时保证较高的准确率。然而,许多模型学习特征主要针对光照图像,忽略了散射图像特点,分类准确率较低。因此,基于散射模式特点,提出了一种双模态细粒度特征提取模型BRTNet。该模型采用双模态输入模式,其一为采用多尺度卷积为架构的特征学习网络PRS,学习散射图像的微观信息;其二为融合局部信息的多头注意力机制ConvTransformer,学习散射序列的相关性信息。然后,模型结合图像信息和序列信息,融合双分支特征,对散射数据进行分类并获得分类结果。在生物溶液散射数据集上的实验结果表明,模型分类准确率超89%,同基准模型相比具有较为明显的优势。 展开更多

关键词 小角散射图像 细粒度分类 散射特征 双模态

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深圳产业光源低温系统的概念设计

8

作者 何崇超 丁培 +1 位作者 刘轶伦 卢亮 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期86-92,共7页

为促进同步辐射光源技术在粤港澳大湾区的发展,深圳市以“产业光源”为定位目标,计划建设一台高性能的中能同步辐射光源。为满足深圳产业光源未来3台超导腔的测试与在线运行需求,需建设一套制冷量达到2000 W@4.5 K的液氦低温系统。首先... 为促进同步辐射光源技术在粤港澳大湾区的发展,深圳市以“产业光源”为定位目标,计划建设一台高性能的中能同步辐射光源。为满足深圳产业光源未来3台超导腔的测试与在线运行需求,需建设一套制冷量达到2000 W@4.5 K的液氦低温系统。首先简要介绍了低温系统的热负荷估算和系统布局,然后介绍了低温系统的技术指标、2 K获得方案、系统原理及工作流程,最后着重阐述了关键设备垂直测试杜瓦和水平测试恒温器的设计方案。 展开更多

关键词 低温 恒温器 垂直测试 水平测试 2K

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用于多模态非线性光学显微成像的增益管理放大全光纤飞秒激光技术 被引量：3

9

作者 雷如梦 李中超 +2 位作者 李孝燊 苏俊昌 刘伟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期130-139,共10页

基于增益管理非线性放大的机制,求解非线性薛定谔方程和速率方程对脉冲在增益光纤中的传播过程进行仿真,研究了脉冲在增益光纤中的演化过程。结果表明,优化预啁啾量和种子光强度,可改变脉冲在增益光纤中的增益曲线。在动态增益曲线与非... 基于增益管理非线性放大的机制,求解非线性薛定谔方程和速率方程对脉冲在增益光纤中的传播过程进行仿真,研究了脉冲在增益光纤中的演化过程。结果表明,优化预啁啾量和种子光强度,可改变脉冲在增益光纤中的增益曲线。在动态增益曲线与非线性效应的共同作用下,输出光脉冲的频谱会迅速展宽数倍并带有线性啁啾,进而脉冲可被压缩至近傅里叶变换极限。为验证该超短脉冲产生方式的可行性,采用仿真结果中的最佳参数设置,成功设计并搭建了一台高能量、短脉宽、高质量的超快光纤光源。该光源可实现中心波长为1060 nm、重复频率为35 MHz、平均功率为267.4 mW以及脉冲宽度仅为39.5 fs的激光输出,与仿真结果高度一致。同现有的超短脉冲产生方式相比,本实验装置的结构更简单、造价更低、装置更紧凑、产生光束品质更佳。 展开更多

关键词 多模态非线性光学显微成像 增益管理非线性放大 线性啁啾 极端光谱展宽 超短脉冲

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无需公共点的高精度激光跟踪仪自标定方法 被引量：3

10

作者 齐志军 朱东辉 +2 位作者 罗涛 苗学策 何晓业 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期17-24,共8页

多台激光跟踪仪组成的测量系统能够得到高精度的坐标观测值,在加速器准直工程领域应用十分广泛。该系统需要自标定仪器中心的距离,目前基于球面拟合的自标定方法虽然测量效率较高,但是其精度有限。为了提高其精度,分析基于拟合的自标定... 多台激光跟踪仪组成的测量系统能够得到高精度的坐标观测值,在加速器准直工程领域应用十分广泛。该系统需要自标定仪器中心的距离,目前基于球面拟合的自标定方法虽然测量效率较高,但是其精度有限。为了提高其精度,分析基于拟合的自标定方法精度较低的主要原因,提出了基于三角形结构的自标定方法,定量对比了新方法和基于球心拟合方法的精度。新方法建立非线性误差模型进行参数迭代求解,能够应用于激光跟踪仪的三维自标定。通过模拟仿真和实测实验,证明了该方法比基于球心拟合的自标定方法在精度上有了大幅度提升。文中算法无需增加额外设备,改进了原先基于球心拟合方法并提高其自标定精度,具有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 激光跟踪仪 自标定 球面拟合 非线性模型 精度

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一种快校正磁铁电源设计与仿真 被引量：1

11

作者 王东兴 黄毛毛 武万锋 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期105-111,共7页

快校正磁铁电源是光源和加速器中重要的设备。随着光源性能的提升,加速器对快校正磁铁电源的性能也提出了更高要求。为满足快校正磁铁电源性能要求和简化设计过程,开展了快校正磁铁电源控制策略和仿真研究,并提出了PI控制加二阶相位补... 快校正磁铁电源是光源和加速器中重要的设备。随着光源性能的提升,加速器对快校正磁铁电源的性能也提出了更高要求。为满足快校正磁铁电源性能要求和简化设计过程,开展了快校正磁铁电源控制策略和仿真研究,并提出了PI控制加二阶相位补偿的方法作为快校正磁铁电源的控制策略;利用伯德图设计快校正磁铁电源的相位补偿参数,以提高电源系统相位裕量。该方法不仅保证了电源系统工作在深度负反馈状态,而且简化了相位补偿的参数计算过程。为了验证控制策略的正确性和有效性,提出用压控电压源代替开关器件开展电源性能仿真的方法。仿真结果验证了上述控制策略的可行性和有效性,同时验证了上述仿真方法的有效性和高效性。 展开更多

关键词 快校正磁铁电源 直线加速器 PI控制 相位补偿 电源仿真

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四代光源储存环磁铁支撑设计及仿真优化 被引量：1

12

作者 黄晴晴 杨振 +2 位作者 罗涛 齐志军 苗学策 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期130-138,共9页

储存环机械支撑的静力变形、调节精度决定各物理元件的定位精度,其动态响应特性间接影响着束流的稳定性,机械支撑是各物理元件的安装基础,保证磁铁、真空室、束测元件正确的安装、运行,发挥出相应的物理性能。主要从支撑的静力变形和固... 储存环机械支撑的静力变形、调节精度决定各物理元件的定位精度,其动态响应特性间接影响着束流的稳定性,机械支撑是各物理元件的安装基础,保证磁铁、真空室、束测元件正确的安装、运行,发挥出相应的物理性能。主要从支撑的静力变形和固有频率两个方面对机械支撑进行优化设计。以深圳产业光源(SILF)共架支撑为例,利用SolidWorks和Ansys软件对储存环磁铁机械支撑进行设计、拓扑优化。详细阐述了储存环机械支撑设计、优化的过程,并将最终优化完成的支撑模型与磁铁模型进行装配,在尽量接近真实工况的基础上对整体支撑进行仿真计算,以确保支撑整体能够达到设计指标。 展开更多

关键词 机械支撑设计 仿真分析 静力分析 模态分析 拓扑优化

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大连先进光源束流垃圾桶屏蔽设计及热工分析

13

作者 鄂得俊 黄礼明 +1 位作者 刘昌奇 陶凯 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期146-151,共6页

基于蒙特卡罗模拟软件FLUKA和有限元软件COMSOL对大连先进光源(DALS)束流垃圾桶的设计进行了初步研究。采用FLUKA软件进行了束流垃圾桶和主体建筑的建模,理论公式和模拟计算保证径向和轴向束流垃圾桶沉积能量在99%以上,计算中引入减方... 基于蒙特卡罗模拟软件FLUKA和有限元软件COMSOL对大连先进光源(DALS)束流垃圾桶的设计进行了初步研究。采用FLUKA软件进行了束流垃圾桶和主体建筑的建模,理论公式和模拟计算保证径向和轴向束流垃圾桶沉积能量在99%以上,计算中引入减方差技巧,降低计算结果的统计误差,相应的计算结果的误差在5%以内。同时计算给出侧墙和顶板位置的辐射剂量率的大小,侧墙两边的剂量率大小分别为1.84μSv/h和1.15μSv/h,顶板位置处的剂量率大小约为1.14μSv/h,保证了工作人员的安全与健康。利用COMSOL软件计算束流入射情况下束流垃圾桶的温度分布和热应力的大小,得到稳态情况下束流垃圾桶的最高温度为55.1℃,最大热应力大小为54.5 MPa,小于材料的熔点和屈服强度,保证束流垃圾桶在装置运行过程中的稳定性。 展开更多

关键词 束流垃圾桶 大连先进光源 辐射屏蔽计算 热工计算

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谐波驱动自种子自由电子激光方案模拟

14

作者 涂凌君 王晓凡 张未卿 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期162-168,共7页

在自由电子激光(FEL)中,谐波驱动自种子(HLSS)可以减小自放大自发辐射(SASE)机制的辐射带宽、提高X射线波段FEL的谱亮度,其原理已被FLASH、PAL、European XFEL等实验室验证。HLSS可改善SASE FEL的相干性,但同时相对SASE并没有提出新的... 在自由电子激光(FEL)中,谐波驱动自种子(HLSS)可以减小自放大自发辐射(SASE)机制的辐射带宽、提高X射线波段FEL的谱亮度,其原理已被FLASH、PAL、European XFEL等实验室验证。HLSS可改善SASE FEL的相干性,但同时相对SASE并没有提出新的硬件需求,因此可以很方便地应用于国内在建或运行在SASE机制的自由电子激光装置。本文对HLSS方案实现窄带宽效果的原理进行了归纳,给出了波荡器参数的定量条件;随后使用深圳中能高重复频率X射线自由电子激光的典型参数进行模拟,模拟结果表明在出光波长为4.5 nm与6.75 nm时,HLSS的带宽减小至SASE的1/2左右,同时谱亮度提高至2倍左右。 展开更多

关键词 谐波辐射 自种子 自放大自发辐射 窄带宽 纵向相干性 自由电子激光

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基于轨道控制的FEL圆偏振辐射的产生与空间分离

15

作者 易怀千 王晓凡 张未卿 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期155-161,共7页

研究了在自由电子激光设施中产生高偏振度圆偏振辐射的技术方案。该方案将工作在反向渐变模式的平面波荡器和常规椭圆极化波荡器以前后连接的方式进行排布,并通过波荡器之间的矫正磁铁对电子束进行轨道控制。在平面波荡器部分利用偏转... 研究了在自由电子激光设施中产生高偏振度圆偏振辐射的技术方案。该方案将工作在反向渐变模式的平面波荡器和常规椭圆极化波荡器以前后连接的方式进行排布,并通过波荡器之间的矫正磁铁对电子束进行轨道控制。在平面波荡器部分利用偏转磁铁使电子束偏向传输,所产生线偏振辐射也将偏轴传播,脉冲能量为0.357μJ。在进入椭圆极化波荡器之前校正电子束的轨道和前进方向,使得带有微群聚结构的电子束沿轴线正向传输,其产生的圆偏振辐射能量为92.39μJ。圆偏振辐射将沿轴向传输,在一定距离后可实现其与线偏振辐射在空间上的分离。通过数值模拟分析了电子束偏转对辐射光性质所产生的影响。 展开更多

关键词 自由电子激光 圆偏振辐射 反向渐变波荡器 电子束偏转

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结合点云随机模型的高效球面拟合方法

16

作者 王伟 齐志军 +2 位作者 朱东辉 程文杰 刘增泉 《红外与激光工程》 CSCD 北大核心 2024年第12期159-167,共9页

在进行点云球面拟合并考虑点云随机模型时,需要建立非线性高斯赫尔默特模型(GaussHelmert model,GHM),使用附有参数的条件平差方法解算球面参数,其精度优于现有的几何拟合和代数拟合方法。然而,该方法在处理大量点云数据时,需要进行大... 在进行点云球面拟合并考虑点云随机模型时,需要建立非线性高斯赫尔默特模型(GaussHelmert model,GHM),使用附有参数的条件平差方法解算球面参数,其精度优于现有的几何拟合和代数拟合方法。然而,该方法在处理大量点云数据时,需要进行大型矩阵求逆运算,面临着较大的计算负担。针对该问题,将所有的球面点云数据分为若干个独立的子集,序贯更新参数的估计值,改进的方法在求解参数过程中显著减少了求逆矩阵的维度。通过实验验证了文中算法的结果和基于GHM的方法是一致的,均方根误差小于已有的几何拟合和代数拟合方法,同时文中算法消耗时间不足基于GHM方法的2%,球面估计效率显著提升。 展开更多

关键词 激光点云 球面拟合 算法效率 分组策略 随机模型

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合肥先进光源前端光子吸收器的设计及热分析 被引量：2

17

作者 马文静 赵壮 +4 位作者 王思慧 张善才 范乐 洪远志 尉伟 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期68-74,共7页

合肥先进光源(HALF)将建设成为1台第四代衍射极限储存环光源。HALF的引出光具有更高亮度,能给储存环带来更高的热负载。引光段需设置光子吸收器,以限定引出光的尺寸和吸收其余未使用的同步光,同时减少同步光热负载对储存环超高真空系统... 合肥先进光源(HALF)将建设成为1台第四代衍射极限储存环光源。HALF的引出光具有更高亮度,能给储存环带来更高的热负载。引光段需设置光子吸收器,以限定引出光的尺寸和吸收其余未使用的同步光,同时减少同步光热负载对储存环超高真空系统的影响。紧凑的衍射极限储存环的物理设计及光子吸收器与真空室连接方式的选择给光子吸收器的设计带来了一系列挑战。在插入式双片型吸收器结构的基础上,综合考虑吸收面形状、水冷结构、安装定位等因素,设计了一种基于CuCrZr材料、与真空室一体、无需单独定位的光子吸收器,并计算其位于弯转角2.74°的弯转磁铁下游光引出段处,被同步光照射的光斑尺寸和辐射功率;采用有限元分析方法对光子吸收器进行热力学模拟,得到辐照后的最高温度约为80℃,最大应力为20.8 MPa,最大热变形为0.05 mm。结合制作材料CuCrZr在高热负载下的许用准则,确定了光子吸收器结构的合理性。此研究为合肥先进光源中前端区光子吸收器的设计提供了重要的理论依据。 展开更多

关键词 合肥先进光源 前端区 光子吸收器 直接水冷 有限元分析

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产生超快水窗波段X射线的ESASE方案模拟 被引量：1

18

作者 涂凌君 冯超 +1 位作者 王晓凡 赵振堂 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期111-115,共5页

脉冲宽度在百as(1 as=10^(−18) s)量级的X射线脉冲在超快科学领域有极为重要的作用。相较于目前世界上大部分运行在自发放大辐射模式的X射线自由电子激光(FEL),增强型自发放大辐射(ESASE)模式可以显著增加电子束的峰值流强,减小FEL的增... 脉冲宽度在百as(1 as=10^(−18) s)量级的X射线脉冲在超快科学领域有极为重要的作用。相较于目前世界上大部分运行在自发放大辐射模式的X射线自由电子激光(FEL),增强型自发放大辐射(ESASE)模式可以显著增加电子束的峰值流强,减小FEL的增益长度,可用来产生百as量级的超快X射线。基于典型的软X射线FEL参数,对ESASE方案的参数进行了模拟优化,得到了百as量级、功率可达1 GW以上、波长可在水窗波段且可调节的X射线脉冲,为后续开展ESASE实验及其实验参数的优化提供参考。 展开更多

关键词 阿秒脉冲 超快X射线 增强型自发放大辐射 X射线自由电子激光 水窗波段

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一种高重频废束桶束窗的设计及热结构分析 被引量：2

19

作者 张浩 黄礼明 +8 位作者 赵峰 林涵文 常仁超 魏建平 鄂得俊 尉伟 陶凯 杨家岳 张未卿 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期84-89,共6页

深圳中能高重频X射线自由电子激光(S3FEL)将建设成为全球唯一软X射线波段的高重频自由电子激光。废束桶是S3FEL装置的重要设备,在系统调束中发挥着重要作用。废束桶束窗是废束桶的重要组成部件,用于隔离和保护加速器超高真空环境。本文... 深圳中能高重频X射线自由电子激光(S3FEL)将建设成为全球唯一软X射线波段的高重频自由电子激光。废束桶是S3FEL装置的重要设备,在系统调束中发挥着重要作用。废束桶束窗是废束桶的重要组成部件,用于隔离和保护加速器超高真空环境。本文对几种常用的废束桶束窗材料进行了对比分析,最终选择铍作为束窗的材料,并依此设计了一种带有水冷结构的束窗。通过蒙特卡罗方法计算得到不同厚度束窗的沉积功率,采用有限元分析方法对不同厚度的束窗进行热结构计算与分析,得到厚度为1.6 mm的水冷铍窗效果最佳,其最大温度为121.6℃,低真空为1 Pa时的最大应力与中心变形分别为198.7 MPa和0.00082 mm,低真空为101325 Pa时的最大应力与中心变形分别为204.2 MPa和0.097 mm,结果均满足使用要求。此研究为S3FEL的废束桶束窗设计提供了重要的理论依据。 展开更多

关键词 自由电子激光 高重频 废束桶 束窗 有限元分析

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一种RF屏蔽型CF法兰-密封圈结构设计

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作者 赵峰 朱潇潇 +3 位作者 尉伟 常仁超 张浩 林涵文 《强激光与粒子束》 2025年第9期60-68,共9页

高能电子加速器中,束流与真空室相互作用产生的尾场会引发束流不稳定性,此现象在高重频(>105 Hz)超导加速器中尤为明显。全金属加速器真空室大量使用的CF刀口法兰,其连接处截面突变是导致产生束流耦合阻抗的主要来源之一。设计了一... 高能电子加速器中,束流与真空室相互作用产生的尾场会引发束流不稳定性,此现象在高重频(>105 Hz)超导加速器中尤为明显。全金属加速器真空室大量使用的CF刀口法兰,其连接处截面突变是导致产生束流耦合阻抗的主要来源之一。设计了一种RF屏蔽型法兰-密封圈连接结构,其目的是通过实现法兰-密封圈-法兰预紧密封后的平滑过渡,有效减少阻抗。首先,采用3D电磁仿真CST软件对比仿真了连接过渡段不同径向台阶和轴向间隙参数下的阻抗效应,给出了相关参数的允许范围。然后,通过ANSYS软件对屏蔽法兰-铜圈结构进行了形变仿真,初步制定了不同型号的屏蔽密封圈的内径几何参数,在屏蔽法兰-密封圈的真空密封试验中,验证了预紧力矩≥6 N·m时即可实现有效的超高真空密封,并且通过屏蔽法兰-密封铜圈过渡段径向台阶和轴向间隙测试试验,得到了最优预紧力矩和屏蔽铜圈的关键尺寸参数。最后,采用对光滑真空管段、标准法兰-密封圈过渡段和屏蔽法兰-密封圈过渡段的功率损失和阻抗进行了仿真计算,验证了所设计的RF屏蔽型法兰-密封圈连接结构可以有效地实现阻抗屏蔽。 展开更多

关键词 电子加速器 高重频 尾场 束流耦合阻抗 屏蔽结构

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