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压电陶瓷光学液体调相器的制备及性能测试

压电陶瓷光学液体调相器的制备及性能测试

作者：吴陈斌南京邮电大学

学位级别：硕士

近现代社会以来,天文望远镜成为观测宇宙的主要媒介,同时也对分辨率提出了更高的要求,传统方法通过增大望远镜的口径来提高分辨率,大口径随之带来的是成本高、制造难度大等一系列问题。为了克服这些问题,现代大型望远镜主要运用综合孔... 详细信息

近现代社会以来,天文望远镜成为观测宇宙的主要媒介,同时也对分辨率提出了更高的要求,传统方法通过增大望远镜的口径来提高分辨率,大口径随之带来的是成本高、制造难度大等一系列问题。为了克服这些问题,现代大型望远镜主要运用综合孔径成像技术,该技术主要是将多个小口径结合在一起实现共相成像,其分辨率等效于大口径透镜的空间分辨率。随着越来越多的科研人员投入到该技术的研究中来,综合孔径成像技术已成为获取高分辨率图像的重要渠道,而光学相位调制器则是实现这一关键技术的核心一环,增大光学相位调制器的调相范围和调相精度能有效提高综合孔径成像系统的分辨能力。本文基于压电陶瓷管制备输出了光学液体调相器,并对其相关性能进行了测试研究。以中空式压电陶瓷管为母体进行调相器的结构设计,在通光方向以透明液体填充压电陶瓷管腔,电控陶瓷管长伸缩,以实现透明液体通光方向相位可调,制备输出了一系列光学相位调制器,并对液体器件封装工艺中的气泡问题进行了较深入的研究;使用迈克尔逊干涉仪结合CCD和计算机图像采集系统,搭建了光学相位检测平台;本文创新性的提出基于全灰度化图像处理方法,该方法能在最大程度上保留图像的原始信息,对光学强度规律分布的灰度图像进行分析,得到0-30V控制电压范围内调相器的调相范围为（?）,调相精度达到λ/36,并与传统的图像处理方法和光学干涉条纹计数仪的实验结果进行比对,三者高度统一,验证了该方法的合理性。本文研究内容主要包括四部分:第一部分:文章首先阐述了课题背景及意义,在此基础调研了综合孔径成像技术、光学相位调制器的国内外研究现状,并对本文的研究内容与论文构架进行概括;第二部分:对压电陶瓷的基础理论及相关特性进行分析总结;第三部分:通过理论模型分析、选型、设计、制备输出、制备过程中出现的问题及解决措施五个方面进行分析概括,成功制备了基于压电陶瓷的光学液体调相器;第四部分:通过对光学强度规律分布的灰度图像进行分析处理,干涉测量的数据处理就是对采集到的光学干涉条纹进行整数部分和分数部分进行计数,干涉条纹变化量包括了λ/2的整数倍和不足λ/2的尾数。在干涉条纹图像的基础上,采用传统图像处理方法和全灰度化图像处理方法两种方案对器件的相位调制特性进行检测,并通过光学干涉条纹计数仪验证了全灰度化处理方法的正确性和合理性,结果表明位移测量精度能够控制在微米量级以及实现像素级分辨率,满足光学综合孔径中子镜的相位调制精度要求。文章最后对整个课题的工作进行了总结并且提出了今后需要进一步研究和发展的方向。

关键词：综合孔径成像压电陶瓷液体调相器全灰度化像素级分辨率

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CFETR低杂波电流驱动数值模拟研究

核聚变与等离子体物理 2022年第2期42卷 250-256页

作者：吴陈斌丁伯江李妙辉李永春王云飞闫广厚 YVES PEYSSON 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 深圳大学深圳518060 CEA IRFMSaint Paul lez DuranceFrance 13108

利用射线追踪和福克-普朗克方程,研究了CFETR上驱动电流和功率沉积对低杂波注入位置和耦合波谱的依赖关系,讨论了边界非线性效应对电流驱动与功率沉积的影响,给出了低杂波平行折射率和低杂波注入位置的一个优化值。初步数值计算表明:边... 详细信息

利用射线追踪和福克-普朗克方程,研究了CFETR上驱动电流和功率沉积对低杂波注入位置和耦合波谱的依赖关系,讨论了边界非线性效应对电流驱动与功率沉积的影响,给出了低杂波平行折射率和低杂波注入位置的一个优化值。初步数值计算表明:边界非线性效应会导致驱动电流降低;不考虑低杂波非线性效应时,驱动电流的差异约为6%左右,小于考虑该效应时的差异(~25%)。

关键词：低杂波电流驱动平行波数谱极向注入位置 CFETR

EAST 4.6 GHz低杂波天线端口探针系统设计

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核电子学与探测技术 2022年第1期42卷 116-120页

作者：李永春丁伯江李妙辉王茂刘亮吴陈斌闫广厚深圳大学新能源研究中心广东深圳518060 深圳大学光电工程学院光电子器件与系统(教育部/广东省)重点实验室广东深圳518060 中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026

为了研究低杂波天线端口附近的电子密度对低杂波耦合、驱动电流的影响,设计了端口探针系统测量等离子体放电期间天线端口密度的变化.该系统由探头和传输线、电路和信号隔离、信号采集设备三部分组成.以数据采集设备为硬件基础,并基于Lab... 详细信息

为了研究低杂波天线端口附近的电子密度对低杂波耦合、驱动电流的影响,设计了端口探针系统测量等离子体放电期间天线端口密度的变化.该系统由探头和传输线、电路和信号隔离、信号采集设备三部分组成.以数据采集设备为硬件基础,并基于LabVIEW图形化编程环境,编写了数据采集程序.测试表明:该探针系统达到设计目标、能够稳定可靠运行,满足实验运行需求;4.6 GHz低杂波天线的最适耦合密度值为1.0×10^(18)~2.0×10^(18)m^(-3),与理论预测和数值模拟结果相符.

关键词：低杂波天线探针系统 EAST托卡马克

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压电陶瓷液体光学调相器的制备与性能测试

中国激光 2022年第23期49卷 109-115页

作者：陈悦吴陈斌梁忠诚孔梅梅赵瑞关建飞陈陶南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院江苏南京210023

子孔径共相位作为光学综合孔径成像的关键技术之一,其成像相位调制的精度要求小于0.1λ(λ为入射光波长)。为满足高精度要求并兼顾大调节范围,利用压电陶瓷管内的填充透明液体构造液体光学调相器,通过压电效应在通光方向产生的微量电位... 详细信息

子孔径共相位作为光学综合孔径成像的关键技术之一,其成像相位调制的精度要求小于0.1λ(λ为入射光波长)。为满足高精度要求并兼顾大调节范围,利用压电陶瓷管内的填充透明液体构造液体光学调相器,通过压电效应在通光方向产生的微量电位移进行光学相位调节。实验使用波长为632.8 nm的迈克耳孙干涉仪装置,采用定线灰度化图像处理方法,在0~28.0 V电压下检测到调相器的调相范围为0~4π(外加电压为150.0 V时可拓展至0~20π),调相精度达到λ/36,满足光学综合孔径子孔径相位调制的要求。

关键词：成像系统图像处理光学综合孔径压电陶瓷管液体调相器干涉检测

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既有道路改扩建工程交通疏导管控及技术措施

江西建材 2016年第16期 183-184页

作者：吴陈斌厦门象屿港湾开发建设有限公司福建厦门361008

城市既有道路的改扩建施工,改变了城市原有的道路通行条件、交通环境以及运行的秩序,使得人、车、路、环境等构成了全新的动态系统,因既有道路改扩建施工期间无法做到完全封闭施工,如何在保证文明施工的同时,合理疏导交通,便显得尤为重... 详细信息

城市既有道路的改扩建施工,改变了城市原有的道路通行条件、交通环境以及运行的秩序,使得人、车、路、环境等构成了全新的动态系统,因既有道路改扩建施工期间无法做到完全封闭施工,如何在保证文明施工的同时,合理疏导交通,便显得尤为重要。本文将针对这些问题结合灌前路(集美北大道-海翔大道段)道路改扩建工程进行探索。

关键词：城市道路改扩建工程交通疏导技术措施文明施工

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压电陶瓷液体调相器的性能检测

光学精密工程 2021年第5期29卷 1052-1058页

作者：梁忠诚尹睿陈陶吴陈斌南京邮电大学电子与光学工程学院、微电子学院江苏南京210000

光学综合孔径成像技术的关键是解决共相位问题,子孔径之间的相位失调会严重影响成像质量,工程上一般要求调相精度达到光波段λ/10。本文采用压电陶瓷制备一种液体调相器,利用干涉法和数字图像处理技术实现对调相器相位的高精度检测。通... 详细信息

光学综合孔径成像技术的关键是解决共相位问题,子孔径之间的相位失调会严重影响成像质量,工程上一般要求调相精度达到光波段λ/10。本文采用压电陶瓷制备一种液体调相器,利用干涉法和数字图像处理技术实现对调相器相位的高精度检测。通过向压电陶瓷腔注入液体来制备调相器,利用干涉仪获得压电陶瓷液体调相器在不同电压下的干涉条纹并使用CCD记录,最后对这些干涉条纹图像进行数字图像处理,得到单个像素的条纹骨架,采用条纹标记法跟踪不同电压下骨架条纹的移动情况,并计算骨架条纹的像素移动量。实验结果表明,在0~30 V的电压下,压电陶瓷液体调相器的调相范围为0~3.325π,调节精度可以达到λ/40,并且在电压区间内调相的线性度良好,满足光学综合孔径中单个子镜的相位调制精度要求。

关键词：综合孔径成像压电陶瓷液体调相器数字图像处理相位检测

用于EAST上低杂波平行波数测量的磁探针设计与测试

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核聚变与等离子体物理 2020年第2期40卷 97-103页

作者：王云飞李妙辉丁伯江 Baek S G Bonoli P T Shinya T 王茂赵连敏刘亮李永春吴陈斌中国科学院等离子体物理研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 MIT Cambridge02139 深圳大学深圳518060

针对EAST上2.45GHz低杂波,完成了低杂波平行波数测量磁探针的设计、仿真与测试。利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics 5.2对磁探针尺寸进行仿真优化,确定了单匝环、矩形缝以及陶瓷片厚度等影响磁探针耦合性能的关键尺寸。测试结果表... 详细信息

针对EAST上2.45GHz低杂波,完成了低杂波平行波数测量磁探针的设计、仿真与测试。利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics 5.2对磁探针尺寸进行仿真优化,确定了单匝环、矩形缝以及陶瓷片厚度等影响磁探针耦合性能的关键尺寸。测试结果表明,该磁探针对2.45GHz低杂波有良好的耦合性能和鉴别波极化的能力,与仿真结果一致。研究结果为EAST装置上低杂波平行波数测量诊断系统的建立提供重要的参考依据,从而为进一步开展高密度低杂波电流驱动实验研究提供必要的实验数据。

关键词：低杂波平行波数磁探针

Optimization of X-mode electron cyclotron current drive in high-electron-temperature plasma in the EAST tokamak

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Plasma Science and Technology 2023年第2期25卷 47-57页

作者：王瀚林邹晓岚王晓洁 Yves PEYSSON 李妙辉吴陈斌张超刘甫坤 Joan DECKER Institute of Plasma Physics Chinese Academy of SciencesHefei 230031People's Republic of China University of Science and Technology of China Hefei 230026People's Republic of China CEA Institute for Magnetic Fusion ResearchSaint-Paul-Lez-Durance F-13108France EPFL Swiss Plasma CenterLausanne 1018Switzerland

A discharge with electron temperature up to 14 keV has been achieved in EAST.Analysis of the electron cyclotron current drive(ECCD)efficiency at high electron temperature under EAST parameters is presented using C3PO/LUKE code.Simulation results show that the ECCD efficiency of X-mode increases with central electron temperature up to 10 keV and then starts to decrease above 10 keV,at a specific magnetic field and toroidal angle.The efficiency degradation is due to the presence of the third harmonic extraordinary(X3)downshifted absorption at the low field side(LFS);even the cold resonance of X3 mode is located outside the plasma.As the electron temperature increases from 5 to 20 ke V,the X3 absorption increases from 0.9%to 96.4%.The trapping electron effect at the LFS produces a reverse Ohkawa current.The competition between the Fisch–Boozer current drive and the Ohkawa current drive results in a decrease in ECCD efficiency.ECCD efficiency optimization is achieved through two methods.One is to increase the toroidal angle,leading to X2 mode predominating again over X3 mode and the electron resonance domain of X2 mode moving far from the trapped/passing boundary.The second one is to increase the magnetic field to move away the X3 resonance layer from the plasma,hence less EC power absorbed by X3 mode.

关键词： current drive ECCD efficiency EAST tokamak

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漳州市老年大学校歌

老年教育(老年大学) 2013年第10期 60-60页

作者：陈天水吴陈斌