摘要：中国空间站的发展和建成为微重力环境下超冷原子物理的研究及其应用提供了必要的实验条件.2022年10月31日,中国科学院上海光学精密机械研究所联合北京大学研制的中国空间站超冷原子物理实验柜(简称超冷柜)搭载梦天实验舱进入中国空间站.超冷柜的主要目标是在中国空间站建成以87Rb玻色–爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein Condensate,BEC)为工作物质的超冷原子物理实验平台,基于微重力环境优势利用两级交叉光束冷却(Two-Stage Crossed Beams Cooling,TSCBC)的实验方案获得皮-开尔文(picoKelvin,pK)量级的超冷原子,在微重力环境下通过调控以及观察极低温超冷原子以发现新奇的物理现象.本文介绍了BEC的实现和深度冷却实验方案,以及微重力环境下超冷原子物理研究与应用领域所取得的一系列进展;详细介绍了超冷柜的设计方案以及地面验证实验.到目前为止,超冷柜按照预期持续开展微重力环境下的超冷原子物理研究,在轨连续运行时间超过2年,取得了初步的实验结果,实现了超冷柜作为微重力环境下超冷原子物理实验平台的主要目标.

摘要：针对星钟异常跳变引起的星上时间与整网星座时间偏离的问题,设计了一种针对星钟跳变的北斗三号卫星自主时间同步算法。通过引入抗差最小二乘估计,对分布式星座时间同步算法进行改进,使其具有快速检测钟差异常跳变并具有自主时间同步的能力。采用与北斗三号卫星一致的仿真环境,并引入实际在轨测试数据,对算法进行了准确评估。结果表明在60 d内,星座各星时间同步误差不超过3.68 ns,且当卫星产生跳变异常后,该算法可在1h内恢复时间同步,提高了算法在钟跳下的可靠性。

摘要：针对国内外空间运动机构热真空加速寿命试验主要集中在组件上,未能全面反映整机的长寿命性能。本文对空间环境下的巡天光学望远镜的长寿命滤光片转轮机构,设计了一种关于空间环境的热真空寿命试验方案,充分考虑了滤光片转轮在空间运行时面临的工况和严酷空间环境,开展了滤光片转轮机构的真空加速寿命试验,以验证固体润滑轴承组件、传动副固体润滑设计和整机性能是否满足在轨寿命要求。针对该滤光轮在轨转动8×10^(4)次的寿命要求,本文设计了详细的试验方案,并搭建了热真空环境试验系统。试验结果显示:寿命试验运行正常,累积转动1.6×10^(5)次。试验后对轴承进行了摩擦力矩和启动力矩复测,并对轴承组件进行了解剖分析。复测结果显示:轴承摩擦力矩和启动力矩与试验前一致,轴承润滑状态良好。试验后对蜗轮蜗杆副固体润滑进行高倍显微镜分析,结果显示,蜗轮蜗杆副润滑膜层均完好覆盖基底,润滑状态良好。试验后开展滤光片转轮整机性能测试,测试结果满足性能指标。加速热真空寿命试验结果验证了滤光片转轮寿命满足在轨长寿命任务要求,同时为其他空间运动机构的长寿命设计提供了依据,并为其他机构的寿命试验提供了参考思路。

摘要：镁基复合材料具有极强的设计性,有望满足航空航天、军工产品制造以及电子封装等领域对低密度、高强度和高刚度材料的需求。但是,现在镁基复合材料的性能还有许多问题需要解决,最突出的是增强体的均匀分散和界面问题。本文综述了镁基复合材料的组成及其各自的作用,分析了制约高性能镁基复合材料的增强体分散和界面优化以及目前镁基复合材料力学性能的局限性,展望了镁基复合材料的设计新思路和发展趋势。

摘要：本文基于Ga_(2)O_(3)MOCVD外延材料,开展了Ga_(2)O_(3)场效应晶体管的研制和性能研究。为了降低器件的导通电阻,优化了外延层设计,将掺杂浓度提高至1×10^(18) cm^(-3)以上。通过长沟道器件提取的外延层的电子浓度和场效应迁移率分别为2×10^(18) cm^(-3)和55 cm^(2)/(V·s),相应的沟道方阻为10.3 kΩ/sq。研制的栅漏间距2和16μm的Ga_(2)O_(3)MOSFET器件的比导通电阻分别为2.3和40.0 mΩ·cm^(2),对应的击穿电压分别达到458和2324 V。为了进一步提升器件的击穿电压,采用p型NiO制备栅电极,研制的Ga_(2)O_(3)JFET器件导通电阻显著增大,但击穿电压分别提升至755和3000 V以上。计算了不同栅漏间距器件的功率优值(P-FOM),发现其随栅漏间距的增加先增大后减小,其中栅漏间距为8μm的Ga_(2)O_(3)MOSFET器件获得了最高的P-FOM,达到了192 MW/cm^(2),表明MOCVD外延技术在Ga_(2)O_(3)功率器件上具有重要的应用前景。

摘要：尽管双包层光纤激光器的散热性能好于传统的固体激光器的散热性能,光纤激光器中的热沉积仍然是限制提高其输出功率的重要因素.以双端抽运的400W双包层光纤激光器为实例,定量分析了光纤内的热沉积分布.根据所建立的散热模型,为了确保千瓦级双包层光纤激光器安全稳定的运行,抽运端附近的对流换热系数应大于2.8×10-2W·cm-2K-1.据此设计出高功率双包层光纤激光器抽运端冷却装置并成功应用在激光系统中,获得了千瓦级的激光输出.

摘要：设计了一种新型的体全息光栅透镜,在一块光学平板 (体全息记录材料 )内可以将输入光束产生横向传输并聚焦,或对输入光点产生横传的准直 它由一束平面波和一束球面波正交入射到光学平板上干涉形成的 研究了该体全息透镜的光栅间距变化情况,为设计和制备体全息光栅透镜及相关器件提供了理论依据 基于两光束耦合波理论,得到了该光栅透镜的耦合波方程,近似计算了该透镜的衍射效率及其达到高衍射效率时透镜的最佳尺寸 最后,讨论了该透镜在集成光学等领域中的应用 。

摘要：以薄膜光学的干涉理论和衍射光学的傅里叶模式理论为基础,给出了0·8μm飞秒激光器用多层介质膜脉宽压缩光栅的理论设计;设计采用H3L(HL)^9H0·5L2·4H的多层介质膜为基底,当刻蚀后表面浮雕结构的占宽比为0·35,线密度为1480线/mm,槽深为0·2μm,顶层HfO2的剩余厚度为0·15μm时,对于Littrow角度(36·7°)和TE波模式入射的衍射光栅其-1级衍射效率达到95%以上.

摘要：应用于啁啾脉冲放大技术中的脉宽压缩光栅是基于多层膜作为基底,利用全息干涉技术和离子束技术刻蚀而成。脉宽压缩光栅的衍射效率和抗激光损伤阈值一方面依赖于光栅结构的设计,另一方面很大程度上取决于作为基底的多层膜的设计。给出了以413.1nm作为写入波长,1053nm作为使用波长的多层介质光栅膜的设计,样品在ZZS-800F型真空镀膜机上采用电子束蒸发方式沉积而成,并给出了膜系结构对光学性能影响因素的详细分析,结果表明膜系H3L(H2L)9H0.5L2.03H满足光栅膜的指标。给出了样品光学特性测试,其使用波长处的透射率90%,测试表明样品满足设计要求且实验结果和理论设计符合得很好。

摘要：进行了惯性约束聚变 (ICF)准分子激光拉曼链工程的基础研究工作。为给出拉曼链中所用空间滤波器的设计要求和可靠性 ,进行了详细的设计实验判断性研究。给出研究过程和结果 ,并对设计结论和优化方法进行了理论基础分析。还据实验结果讨论了适用于高功率激光系统的空间滤波器的设计中面临的焦距和滤波小孔孔径选择的不确定性、波长和光束功率密度对选择小孔的影响等问题。