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原子核科学与技术,强激光与粒子束,声学武器,微波输能与武器等


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=================序言============== 本文初衷在于让各位从实验中深入了解、体会脉冲激光的结构、原理,为了安全,原则上不准许也不需要做成手持模块! 固体脉冲激光器是一种历史悠久,使用广泛,结构简单的激光器,但是由于它的瞬间功率极端大,在没有彻底完善的防护(封闭的实验室,警告标志,全体人员个人防护等)的情况下,绝不允许因非实验目的做成手持装置,原则上只允做成固定在桌面上,不容易改变角度的实验模块。一切违反基本操作规范、偷懒跳过安全检查步骤、出于好玩把激光器做成手持版本等的行为后果自负 由于这周要考期中考,我只把DIY高能脉冲激光器所涉及的理论、经验以及器材选择方法简单的写了一下,让KCer对此有初步的概念,也为我接下来要发的一系列教程、套件做理论铺垫。国内部分爱好者一个致命的错误就是先根据随手查的一点点资料买来各种零件磕磕碰碰地装出来一个有各种问题的作品,再发现理论知识跟不上导致一大堆问题,这样不仅会造成资金、时间的浪费,还养成了一种对新领域的错误探索方式。我个人感觉,先花几天时间看看论文再谷歌谷歌再看看国外的论坛上的作品(如果有)把原理弄清楚,可能遇到的问题弄清楚,再开工,事倍功半。 ==================================

(附件:279901) 原理: 射线进入闪烁体中,可以使闪烁体中的原子/分子激发,当激发的原子/分子退激时,可以发出闪光。闪烁体中产生闪光脉冲的强度与入射射线的能量成正比。据此可以对射线进行计数并且计算出射线的能量。 闪光非常微弱,因此需要高灵敏度的传感器进行探测,这里使用光电倍增管。当微弱的光照射到光电倍增管后,由于光电效应,会产生光电子。光电子随后被其中的电场加速,高速打在倍增极上,从而轰击出更多的电子,经过再次加速之后打在下一个倍增极上,电子数量逐级倍增。经过十几级的倍增后,最后电子到达阳极时,数量可以倍增约\(10^9\)倍,从而达到探测微弱闪光的目的。 闪烁体产生闪光后,闪光衰减为零需要一定时间,对于无机闪烁体来说,这个时间在小于微秒的级别。(碘化钠闪烁体0.6微秒)。而光电倍增管受到闪光照射后,由于存在上述的倍增过程,电子需要经过较长的路径,而且各个电子经过的路径并不一致,到达阳极的时间最终会相差数十ns。并且考虑到其中分布的电容的影响,最终形成的信号为宽度略小于1us的脉冲,而高度与射线能量成正比。 材料: 闪烁体使用最常用也最好买的碘化钠闪烁体。光电倍增管使用某宝上的古董苏联管子,比较便宜,但是datasheet是俄文的,并且是纸质版,把它敲进谷歌翻译费了一些功夫。 (附件:279894) (附件:279895) 正面是管子的构造和应用电路图,背面是表格,

最近又到手一台大功率激光泵浦头,搞起,做激光这个计划已经过去一个多月了,在坛里买了一台很大的大功率激光泵浦头7*155的棒子, 但是这台激光灯管坏了, 换了新灯管,但是还缺两个板接式的水冷头,打算重新设计水冷头,出图去加工回来,但苦于没有时间,一直没空,图也还没画好,所以这个要搞的话不知道要拖到什么时候了, 最近到工厂里拆了台激光焊接机,到手一台更大的激光泵浦头,陶瓷椭圆的谐振腔,灯也是好的,非常重,有20多斤重,可以直接搭起实验了,那个黄金腔体的激光头先不搞了,这个先目睹为快吧,若有不足之处,欢迎指导批评! 【科创原创首发】 转载请注明出处,谢谢! 实验注意事项及防护措施 Nd:YAG激光属于1064nm 不可见红外激光,非常危险 1,实验时必须佩带专业的指定激光波长的防护护目镜 2,装置不得布置在周围有易燃易爆物的地方,可配备灭火器 3,闲杂人等不得靠近,不得围观,时常有人来往的地方应设立激光及高压危险警示牌 4,电源高压危险 --------------------------------------分割线---------------------------------------------------- Part1 1,原理 激光产生的原理和特点就不详解了,网上一搜一堆,坛友也发过一个很详细的帖子, 但是大概的提一下吧。 (1)工作物质 只有能实现粒子数反转的

注意,电离辐射与高压危险! 通常,不要制作超过6MeV的加速器,超过此能量(一般原子核中最弱核子的束缚能)将与原子核作用并产生可观中子的通量,激活周围屏蔽物与空气,容易造成过量照射。 Linear accelerator 简称 LINAC。 本贴仅讨论以电子为被加速粒子的直线加速器。 LINAC通常分成3种: 1.直流高压源驱动的DC加速器,以范德格拉夫起电机,倍压整流等高压电源作为电场产生装置,这一般不超过20MeV,且需要电晕保护环等结构,但价格低廉,常用在工业辐照厂。 下图为C-W 倍压整流 结构的加速器 (附件:277958) 2.线圈脉冲直线加速器,这与线圈炮类似,内部电场与加速电子组成1圈回路,与外围多级脉冲线圈相作用。 下图为原理介绍 (附件:277959) 3.射频直线加速器,通常用磁控管或速调管作为射频源。 古代或科研射频加速器使用一串桶状电极,电压处于加速半周时,粒子处于两个电极之间,被加速;回拉半周时粒子处于桶形电极内部,电场在轴向分布较均匀,基本不受力靠惯性飞出,调节频率与电极长度,使得电子恰好飞出桶状电极时,射频电压回到加速半周。 下图为古代或高能量科研射频加速器的简化图: (附件:277960) 现代射频加速器在波导腔内形成驻波或行波: (附件:277961) 驻波波导中粒子在加速半周期内恰好在驻波波峰,在回拉半周期内,恰好在波导挡片处,处于

UWB高功率脉冲产生技术 陆  巍  杨周炳  陈志刚  李爱萍  丁恩燕  张晋琪  张现福  刘天文  孟凡宝 为产生UWB高功率脉冲,对两种技术路线进行了比较,一种为:两级脉冲压缩的技术路线,储能电容对形成线1充电后,形成脉冲宽度较宽的脉冲,然后再进行一次脉冲压缩,将较宽的脉冲压缩到所需的脉冲参数;另一种为:一级脉冲压缩的技术路线,采用脉冲形成线,直接产生需要的脉冲。通过对这两种技术路线所能产生的最大脉冲功率、形成线结构尺寸等方面进行比较,确定采用一级脉冲压缩的技术路线,用这种方法产生的最大脉冲功率比用两级脉冲压缩技术路线所能产生的最大脉冲功率要高1.5倍,而且脉冲形成线的长度上要短。根据总体设计要求,确定脉冲形成的设计指标为:在与脉冲形成线匹配负载上产生的脉冲峰值功率24 GW,脉冲宽度2 ns,重复频率100 Hz。 (附件:14050) 脉冲形成电路原理图见图1,脉冲变压器输出电压为800 kV,其负载电容C0,电容量为350 pF,脉冲变压器在2ms内对C0充电800 kV;再通过电容谐振充电的方式对形成线进行充电,形成线阻抗为Z,电长度为1 ns;当形成线充电至设定电压时,K2闭合,并在匹配负载上产生脉冲宽度约2 ns,峰值功率24 GW的脉冲功率;其中开关均为自击穿的气体火化隙开关。 根据设计指标的要求,选择形成线各项参数的设计,其中

第一次发帖如有问题请见谅,新人打算常驻科创论坛。初三狗一枚,略懂各种电子设计pcb制造化学合成含能材料高压电的也玩过微积分线性代数什么学的差不多造过小发动机钳工入门各种喷灯氢氧焊机太阳能发过电火箭燃料爆炸两次还活着的刚刚没中考的小伙子 http://www.abaci3d.com/index.php?s=/Home/Article/detail/id/229.html 搜索CO2激光器的资料的时候发现了这个,这个人成功使管子发出了辉光!我就寻思着能不能做一个于是用tinkercad搞了一个模型 (附件:276431) 设计的模型大概就是这样,玻璃管打算用定制的高硼玻璃。 电激励电源用的300w(号称350w)+zvs+黑白电视高压包,应该不会有任何问题 电极用N6镍片做做 同时没有最外层的储气管,实验成功了造 这个气体激光管的主要要问题就是在于气密性与结构稳定,3D打印用的PLA材料能耐住10的四次方(不知道对不对,放电管气压大概是这个数)的负压吗?我不知道,但不是主要问题。。。毕竟造这个玩意就是用来实验这个结论,看国外那个人的效果应该是可以的 第二,反射腔用镀金的K9反射玻璃效果如何?经济条件就这样了。。。 半透镜我还没有找到哪里有卖的,最关键的是不知道哪一种好用还便宜,透10.6μm毛的就不用解释了吧 第三我不清楚激光输出的位置3D打印的壳会不会融化(

最近看了美国LIGO的项目测出了引力波很激动啊,这么大的设备测质子直径千分之一的长度变化,据说设备的管道会被抽成真空,真空度小于10的负12次方,比磁控管的真空度还高,以排除分子热运动的影响,人类真是伟大,然后我查了一下它的原理,好像是靠激光干涉来测的,说到光干涉这里就不得不提到经典的杨氏双缝干涉实验了。 杨氏双缝干涉实验高中物理书上就有,大学的物理书上也有,大学的更详细一些有公式的推导过程,我觉得比较遗憾的就是高中没有做过这个实验,大学的时候有没有做过已经记不得了,我感觉是没有做过,好像只做过一个杨氏模量的测定实验。反正最近放假没什么事情做,就想自己复现一下。想了一下托马斯杨那个时代,别说激光了,连电灯都木有,然而人家硬是用蜡烛就完成了这个实验,古人就是厉害啊,大学期间目睹过某些实验室放着价值几百k的仪器生锈,哎不说了,今天我们有半导体激光器,不试试怎么知道呢? 首先先准备激光器,我用的是一个650nm红光半导体激光器,这个我以前用来点过BP,这种激光器很常见 (附件:259179) 然后是比较关键干涉缝的制作,我试过很多种方法,在硬纸板上刻缝,在铁皮上刻缝,要刻出很窄的缝很困难啊,最后还是在网上找到了资料,方法比较简单容易做,材料是刮胡刀片,铜丝,黑色纸板,电工胶布。 1,先用刻刀在纸板上刻出一个方窗 2.在方窗中间拉一根

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