检索结果-内蒙古大学图书馆

科学通报 2025年第1期70卷 60-69页

作者：潘卫民李京祎焦毅中国科学院高能物理研究所北京100049 中国科学院粒子加速物理与技术重点实验室北京100049

高能同步辐射光源(High Enery Photon Source,HEPS)是国家发展和改革委员会批准建设的“十三五”国家重大科技基础设施项目之一.由中国科学院高能物理研究所承建,2019年6月于北京市怀柔科学城开工建设,建设周期6.5年,主要建设内容包括... 详细信息

高能同步辐射光源(High Enery Photon Source,HEPS)是国家发展和改革委员会批准建设的“十三五”国家重大科技基础设施项目之一.由中国科学院高能物理研究所承建,2019年6月于北京市怀柔科学城开工建设,建设周期6.5年,主要建设内容包括加速器、光束线站、配套土建工程及辅助设施等.HEPS是一台基于准衍射极限储存环的高能区第四代同步辐射装置,主要包括一台能量0.5 Ge V直线加速器、一台能量0.5~6.0 Ge V增强器和一台能量6.0 Ge V储存环,最多可以承载90条光束线实验站,首期建设14条用户实验线站,建成后将是世界上最亮的同步辐射光源之一.自开工建设以来,HEPS先后完成了物理设计、设备加工和安装,以及直线加速器和增强器的调束.本文简介HEPS的建设进展.

关键词：重大科技基础设施同步辐射光源衍射极限储存环束流调试

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eXTP聚焦镜电子偏转器仿真分析与设计

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物理学报 2025年第5期74卷 9-19页

作者：郑人洲强鹏飞杨彦佶闫永清李悦盛立志陈勇中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室西安710119 中国科学院高能物理研究所粒子天体物理重点实验室北京100049

X射线聚焦望远镜是进行空间X射线观测的核心设备,为保证其观测结果的准确性,需要对进入聚焦镜的低能电子进行有效偏转,达到降低本底噪声的目的.本文针对增强型X射线时变与偏振空间天文台(enhanced X-ray timing and polarimetry mission... 详细信息

X射线聚焦望远镜是进行空间X射线观测的核心设备,为保证其观测结果的准确性,需要对进入聚焦镜的低能电子进行有效偏转,达到降低本底噪声的目的.本文针对增强型X射线时变与偏振空间天文台(enhanced X-ray timing and polarimetry mission,eXTP)聚焦镜电子偏转器研制工作,满足聚焦镜光学系统对于低能电子的偏转需求,兼顾轻量化、电子偏转能力以及电磁兼容性能等问题,采用有限元分析软件COMSOL Multiphysics建立了电子偏转器及聚焦镜镜片的全物理仿真模型,分析了磁感应强度分布、电子偏转轨迹以及磁场对聚焦镜镜片的影响,完成了电子偏转器电磁参数设计.模拟结果表明,电子偏转器周围空间中磁感应强度沿半径方向减小,两根辐条正中间磁感应强度最大值可达0.027 T.在磁感应强度平面及纵向分布中,当半径大于280 mm或纵向距离大于60 mm时,磁感应强度小于5×10^(–5)T(0.5 Gs),满足电磁兼容性能设计要求.当入射角≤10°时,电子偏转效率随电子能量和入射角增大而减小,50 keV能量以下电子偏转效率可达100%,满足电子偏转设计要求.聚焦镜镜片底端距离电子偏转器130 mm时,聚焦镜镜片在磁场的作用下,应力大小仅为10^(–3)N/m^(2)量级,形变大小仅为10^(–5)nm量级,表明磁场不会对聚焦镜的光学性能产生影响.这些结果为eXTP聚焦镜电子偏转器的研制工作提供了重要参考.

关键词：聚焦镜电子偏转器磁场偏转效率形变

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基于线性雪崩器件的高灵敏红外成像探测技术研究

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红外与毫米波学报 2025年第1期44卷 1-10页

作者：林长青周双喜李璐芳刘高睿孙海彬张昱林加木孙胜利中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院大学北京100049 中国科学院智能红外感知重点实验室上海200083

随着空间遥感技术的发展,实际应用对红外系统探测灵敏度的要求不断提高。其中基于线性雪崩器件的红外成像探测技术能有效提升高帧频应用场合下的探测灵敏度。本文基于512×512的短波红外线性雪崩探测器组件,设计了小口径轻量化红外... 详细信息

随着空间遥感技术的发展,实际应用对红外系统探测灵敏度的要求不断提高。其中基于线性雪崩器件的红外成像探测技术能有效提升高帧频应用场合下的探测灵敏度。本文基于512×512的短波红外线性雪崩探测器组件,设计了小口径轻量化红外成像系统,并对其进行了低反偏下的性能测试。测试结果表明,基于线性雪崩型红外探测器的成像系统,在短积分时间下信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)的提升与倍增因子M基本呈线性关系,该系统的信噪比是相同口径传统相机的3倍。

关键词：红外相机线性雪崩高灵敏度信噪比成像探测

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大口径离轴三反红外相机调焦次镜中心支撑结构设计和试验

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红外与激光工程 2025年第1期54卷 178-186页

作者：王成彬胡亭亮丛海佳袁海涛中国科学院上海技术物理研究所中国科学院智能红外感知重点实验室上海200083

离轴三反光学系统以其优化变量多、视场大、无遮挡等优点广泛应用于空间红外相机。空间红外相机经历严酷的发射力学和复杂的空间热环境,在此环境作用下红外相机极易产生离焦现象,导致成像质量下降。从离轴三反红外相机各调焦对象的实现... 详细信息

离轴三反光学系统以其优化变量多、视场大、无遮挡等优点广泛应用于空间红外相机。空间红外相机经历严酷的发射力学和复杂的空间热环境,在此环境作用下红外相机极易产生离焦现象,导致成像质量下降。从离轴三反红外相机各调焦对象的实现难易度出发,提出以次镜为调焦对象的调焦方法。针对调焦次镜的特殊应用场景,为降低调焦机构负载、降低力学响应,提出一种以碳化硅为次镜材料,采用硅橡胶粘接、紧凑、轻质、低装配应力的次镜中心支撑的方案。建立了调焦次镜参数化模型和优化函数,完成了次镜结构的设计,仿真分析在重力作用下面形精度RMS最大为2.9 nm,20℃基准温度为±10℃,面形精度RMS为4.1 nm。完成次镜加工后,进行了次镜胶结、装配。装配前后,次镜面形精度未发生变化。经过次镜调焦机构组件的力学试验,次镜面形RMS变化0.001λ(λ=632 nm)。次镜保持了良好的面形精度,验证了大口径离轴三反调焦次镜设计方案的工程可行性和可靠性。

关键词：结构设计离轴三反光学系统调焦机构碳化硅次镜中心支撑

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蒸发因素对高密度焦平面铟凸点制备影响研究

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红外与激光工程 2025年第1期54卷 137-145页

作者：宝鹏飞朱宪亮于春蕾杨波邵秀梅李雪刘大福中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室上海200083 中国科学院上海技术物理研究所红外成像材料与器件重点实验室上海200083 中国科学院大学北京100049

高一致性、高深宽比凸点制备是高密度红外焦平面制造的关键技术之一。以10μm间距铟凸点阵列为研究对象,通过提取铟凸点高度、顶部直径、生长速率纵横比和铟膜粗糙度等参数,结合薄膜形核生长理论,深入分析热蒸发过程中关键因素对铟凸点... 详细信息

高一致性、高深宽比凸点制备是高密度红外焦平面制造的关键技术之一。以10μm间距铟凸点阵列为研究对象,通过提取铟凸点高度、顶部直径、生长速率纵横比和铟膜粗糙度等参数,结合薄膜形核生长理论,深入分析热蒸发过程中关键因素对铟凸点生长的影响,为更小间距铟凸点制备提供理论与技术参考。实验结果表明,沉积速率和基底温度对铟凸点生长的影响具有两面性:一方面,高沉积速率和低基底温度会细化铟膜晶粒,有利于沉积高均匀性铟凸点阵列。基底温度下降了45 K,铟凸点高度非均匀性从15.4%降低到6.6%,铟凸点顶部直径范围差下降了0.9μm。沉积速率增加了21A/s后,铟凸点高度非均匀性从11.8%降低到6.6%,铟凸点顶部直径范围差下降了0.4μm。另一方面,高沉积速率下的动理学粗糙化影响比重增加,铟薄膜粗糙度随沉积速率变化趋缓。同时高沉积速率和低基底温度下的光刻孔缘铟向四周扩散的能力减弱,继续降温后铟层横向生长速率从3.4?/s升至4.1?/s,光刻孔加速闭合不利于高密度、高深宽比、高均匀性铟凸点的生长制备。

关键词：红外焦平面铟凸点热蒸发基底温度沉积速率

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中国散裂中子源剥离膜温升与剥离电子研究

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强激光与粒子束 2025年第1期37卷 169-176页

作者：庞子西黄明阳陈佳鑫吴煜文杨涛王生中国科学院高能物理研究所北京100049 散裂中子源科学中心广东东莞523803 中国科学院大学北京100049 中国科学院粒子加速物理与技术重点实验室北京100049

负氢剥离注入是强流质子同步加速器累积束流的唯一可行性方案。目前中国散裂中子源(CSNS)采用负氢剥离方案为薄膜剥离注入。由负氢束流穿越剥离膜产生的能量沉积造成的膜片剧烈温升是影响剥离膜寿命和加速器稳定运行的关键问题。同时,... 详细信息

负氢剥离注入是强流质子同步加速器累积束流的唯一可行性方案。目前中国散裂中子源(CSNS)采用负氢剥离方案为薄膜剥离注入。由负氢束流穿越剥离膜产生的能量沉积造成的膜片剧烈温升是影响剥离膜寿命和加速器稳定运行的关键问题。同时,剥离产生的高功率残余电子束会产生严重后果,包括:电子在膜中的电离作用造成膜温度升高;电子打在真空盒上造成真空盒热损伤;停留在真空管道中的电子可能被质子束流俘获,造成e-p不稳定性;产生的二次电子会引起严重的电子云效应。主要内容包括两部分:首先,利用有限元分析软件,考虑粒子通过剥离膜的平均穿越次数等参数,模拟剥离膜温升并对不同软件结果进行详细比较,得到剥离膜上的温度场分布,并对未来继续提高的束流功率做出膜表面温升的预测。其次,根据理论计算结果和蒙特卡罗程序Geant4模拟结果对剥离后电子分布进行分析,完善3D计算模型并综合考虑CSNS注入区的电磁场和束流条件,获得电子收集装置的合适位置,给出剥离电子收集方案。

关键词：中国散裂中子源负氢剥离注入薄膜剥离温升电子收集

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星载全谱段高光谱系统设计

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中国光学(中英文) 2025年第2期18卷 368-375页

作者：吴寅王跃明张东中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室上海200083 中国科学院大学北京100049

受航天器体积和重量限制,航天星载遥感探测系统难以兼顾大口径、高分辨率以及高光谱信息同步获取的需求。针对这一问题,本文提出一种新型的高光谱成像系统,采用主次镜共用、多通道分离同轴五反光路设计,结合Offner凸面光栅光谱仪分光技... 详细信息

受航天器体积和重量限制,航天星载遥感探测系统难以兼顾大口径、高分辨率以及高光谱信息同步获取的需求。针对这一问题,本文提出一种新型的高光谱成像系统,采用主次镜共用、多通道分离同轴五反光路设计,结合Offner凸面光栅光谱仪分光技术,实现从可见到长波红外的高光谱探测。该系统主镜口径为1000 mm,在500 km轨高下,可见和短波、中波、长波、全色波段空间分辨率分别优于2 m、3 m、6 m和1 m。且系统全视场可达到2.3°,满足20 km幅宽的探测要求。为提高系统的像差与畸变校正能力,设计中引入高阶非球面,形成像方远心光路,实现了望远镜与光谱仪的光瞳匹配。此外,本文还将光谱仪模块整体放入冷箱制冷,从源头上抑制光机结构背景辐射对成像质量的影响。最终设计结果表明,该系统成像质量优良、布局简单且体积轻便,而且能够实现全谱段高光谱信息的同步获取,可广泛应用于星载对地探测成像等领域。

关键词：星载高光谱全谱段凸面光栅光谱仪背景辐射

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红外调制光致发光光谱技术:从宽波段覆盖到微区高通量测量

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物理学报 2025年第1期74卷 255-269页

作者：邵军陈熙仁王嫚陆卫中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室上海200083 国科大杭州高等研究院物理与光电工程学院杭州310024 中国科学院上海技术物理研究所红外探测全国重点实验室上海200083 中国科学院大学北京100049

光致发光光谱能够揭示半导体材料带隙、杂质能级等电子结构信息,还可以分析界面、载流子寿命、量子效率,在紫外-近红外波段得到广泛应用.在约4μm以长红外波段,由于热背景干扰强、光致发光信号弱、探测能力低,光致发光光谱研究长期受限... 详细信息

光致发光光谱能够揭示半导体材料带隙、杂质能级等电子结构信息,还可以分析界面、载流子寿命、量子效率,在紫外-近红外波段得到广泛应用.在约4μm以长红外波段,由于热背景干扰强、光致发光信号弱、探测能力低,光致发光光谱研究长期受限.本文介绍了利用傅里叶变换光谱仪测量光致发光光谱的常规方法,简述了为突破红外波段困境于1989年提出、历经20多年发展的连续扫描傅里叶变换双调制光致发光光谱方法及所受机理局限;分析了2006年报道的基于步进扫描傅里叶变换光谱仪的红外调制光致发光光谱方法的抗干扰、灵敏度、信噪比优势,列举了国际上诸多研究组对红外调制光致发光光谱方法有效性的例证和以此取得的应用研究进展;总结了近年来宽波段、高通量扫描成像和空间微区分辨红外调制光致发光光谱测试方法发展以及从0.56-20μm可见-远红外宽波段覆盖到千级通道光谱高通量检测、2-3μm微区分辨红外调制光致发光光谱技术进步,列举了应用研究稀氮/稀铋量子阱、HgCdTe外延膜、InAs/GaSb超晶格等可见-远红外半导体材料阶段结果和合作研究典型进展.本文展现了红外调制光致发光光谱方法先进性和宽波段、高通量扫描成像与空间微区分辨光谱测试方法有效性,预见了未来进一步应用研究方向.

关键词：光致发光傅里叶变换红外光谱仪步进扫描半导体

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基于卷积神经网络的太阳光谱辐照度超分辨率重建方法

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光子学报 2025年第3期54卷 228-237页

作者：张鹏翁建文康晴李健军中国科学技术大学物理学院中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室

针对现有天基参考太阳光谱辐照度数据分辨率不足，限制其应用范围的问题，提出一种基于卷积神经网络的太阳光谱辐照度超分辨率重建方法。该网络由一个基于物理模型的全连通层、一维卷积层、非线性层和一系列具有跳跃连接的残差网络组成... 详细信息

针对现有天基参考太阳光谱辐照度数据分辨率不足，限制其应用范围的问题，提出一种基于卷积神经网络的太阳光谱辐照度超分辨率重建方法。该网络由一个基于物理模型的全连通层、一维卷积层、非线性层和一系列具有跳跃连接的残差网络组成。同时考虑现有均方误差损失函数无法捕捉太阳光谱峰谷特征的问题，提出将光谱相对于波长的一阶、二阶导数加入损失函数，使残差的特征更集中于关键的光谱内容。将所提方法应用于TSIS-1 SIM测量太阳光谱辐照度可见光波段的超分辨率重建，结果表明该方法重建光谱与TSIS-1 HSRS产品的测量结果质量相当，且重建耗时仅需0.942 1 s，可有效提高天基观测太阳光谱辐照度数据的分辨率。

关键词：高分辨率太阳光谱辐照度卷积神经网络残差网络光谱超分辨率重建

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活动星系核:炼金炉与引力波辐射

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科学通报 2025年第3期70卷 313-325页

作者：翟朔刘均荣王建民中国科学院光学天文重点实验室(国家天文台) 北京100101 中国科学院高能物理研究所粒子天体物理中心北京100049 中国科学院大学天文与空间科学学院北京100049 中国科学院国家天文台北京100020

在理论上,超大质量黑洞(supermassive black holes,SMBH)周围的吸积盘在外区具有复杂结构,其中自引力将不可避免地导致恒星形成;在观测上,类星体金属丰度测量和引力波探测显示在活动星系核(active galactic nuclei,AGN)中心区域存在大... 详细信息

在理论上,超大质量黑洞(supermassive black holes,SMBH)周围的吸积盘在外区具有复杂结构,其中自引力将不可避免地导致恒星形成;在观测上,类星体金属丰度测量和引力波探测显示在活动星系核(active galactic nuclei,AGN)中心区域存在大质量恒星形成与演化.AGN盘上的恒星及致密天体通常具有很高的吸积率,以至于这些天体命运发生重大变化,我们统称为“吸积致变恒星”(accretion-modified star,AMS),由此形成了一个理论问题和观测效应十分丰富的崭新领域.研究表明,AGN盘上的AMS星族会通过吸积快速演化,最终以大质量恒星为主导,且在大质量端堆积或截断堆积式分布.AMS死亡后可产生恒星级黑洞,形成围绕SMBH的卫星黑洞群.在标准盘上的恒星级黑洞通常会发生Bondi爆炸,该爆炸的非热辐射峰值在X-射线和伽马射线波段,热辐射光度可以达到~10^(44)erg s^(-1).吸积盘上的黑洞在迁移过程中可形成双黑洞,与周围气体的相互作用可能会加速并合过程,同时为解释大质量黑洞并合事件提供契机.此外,AMS模型可合理解释银河系中心的恒星盘和金属丰度,其中质量为40 M_(⊙)的卫星黑洞可解释红外闪烁周期和耀斑轨迹等现象,这可能是距地球最近的EMRI(extreme mass ratio inspiral)天体.未来,更多的引力波探测与光谱光变观测计划相结合,有望更好地回答AGN盘上恒星及致密天体的演化与并合问题.

关键词：活动星系核超大质量黑洞吸积盘引力波

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