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复杂微器件柔性装配机器人控制系统设计与实现

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机械设计与研究 2024年第2期40卷 79-84页

作者：吴文荣胡益玮杨毅中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

针对复杂微器件高精度柔性化装配机器人系统实现面临的装配过程控制柔性化自动装配需求,开展了柔性控制策略与软件架构的研究。按照不同的功能将装配机器人进行系统性划分与模块化处理,便于控制软件编写;针对适应不同微器件的柔性化装配... 详细信息

针对复杂微器件高精度柔性化装配机器人系统实现面临的装配过程控制柔性化自动装配需求,开展了柔性控制策略与软件架构的研究。按照不同的功能将装配机器人进行系统性划分与模块化处理,便于控制软件编写;针对适应不同微器件的柔性化装配,将装配过程进行动作分解并参数化,通过自动读取工艺文件和工位库信息,生成控制文件,基于控制文件实现自动装配。采用分层化、模块化的思想设计了人机交互自动控制软件,通过建立相关的模块框架类,提高了程序的复用性,最后基于动态链接库与C++语言在编译平台上完成了微器件自动装配控制软件开发。装配实验结果表明,本系统能实现多种典型复杂微器件的高精度柔性化装配,自动装配过程无需人工再次干预,装配精度满足要求。

关键词：微装配系统自动装配控制策略软件设计人机交互

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反应堆产医用同位素及药物的创新发展研究

中国工程科学 2024年第2期26卷 224-233页

作者：彭述明杨宇川杨夏贾尧丹黄曾郑刚阳赵宪庚中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900 清华大学医学院北京100084 中国工程科技创新战略研究院北京100088 中国工程物理研究院北京100088

医用同位素及药物是核医疗健康产业的重要组成部分和主要物质基础,系统梳理反应堆产同位素及药物发展现状对于加快我国同位素及药物发展、推动自立自强全链条体系建设具有现实意义。本文采用文献调研、问卷调查、实地调研、行业研讨等方... 详细信息

医用同位素及药物是核医疗健康产业的重要组成部分和主要物质基础,系统梳理反应堆产同位素及药物发展现状对于加快我国同位素及药物发展、推动自立自强全链条体系建设具有现实意义。本文采用文献调研、问卷调查、实地调研、行业研讨等方法,分析了国内外反应堆产医用同位素及药物的供需情况、发展现状与趋势。研究发现,目前我国仅实现了131I、177Lu、89Sr等反应堆产医用同位素的自主供给,但供给量尚未完全满足国内需求,多数临床常用的同位素依然依赖进口;反应堆产同位素相关的放射性药物存在药品种类少、研发创新不足、生产规模小等瓶颈,难以满足临床实际需要。研究建议,研判供需现状与趋势,实现反应堆产医用同位素供给与品种的多元化;以临床需求为牵引,带动反应堆产医用同位素的规模化制备,支持放射性药物的研发与应用创新,加快建设反应堆产医用同位素及其放射性药物的自立自强发展体系;丰富发展模式并形成创新观念,为我国核医疗持续发展提供坚实保障。

关键词：反应堆医用放射性同位素放射性药物供需现状自主化

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基于里德堡原子的无线电技术研究进展

强激光与粒子束 2024年第7期36卷 127-145页

作者：贺青李栋谷立罗思源贺寓东李彪王强中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心成都610200

近年来,量子信息技术飞速发展,其中基于里德堡原子的电磁传感器吸引了人们的极大兴趣。里德堡原子是一种处于高能态的原子,因其拥有对外场响应灵敏、具备自校准并直接追溯到国际单位制的测量能力、不受传统天线尺寸效应的影响等特点,十... 详细信息

近年来,量子信息技术飞速发展,其中基于里德堡原子的电磁传感器吸引了人们的极大兴趣。里德堡原子是一种处于高能态的原子,因其拥有对外场响应灵敏、具备自校准并直接追溯到国际单位制的测量能力、不受传统天线尺寸效应的影响等特点,十分适合于无线电传感与探测。自2012年Shaffer等突破性地利用里德堡原子的电磁诱导透明效应测量微波电场强度的灵敏度及不确定度均远高于传统微波测量结果之后,近十年来,以里德堡原子超外差测量等新理论和新技术为代表的研究已经实现了对电磁波的频率、极化、相位、强度等多参数的测量,相关工程化的技术也蓬勃发展,有望对传统的无线电技术产生颠覆性的影响。对基于里德堡原子的无线电技术近十年来的研究进展进行综述,从探测原理出发,梳理本领域的发展脉络,并对其未来发展趋势进行展望。

关键词：里德堡原子电磁诱导透明无线电技术原子传感器

我国“十四五”煤层气勘探开发新进展与前景展望

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中国石油勘探 2024年第1期29卷 1-13页

作者：吴裕根门相勇娄钰自然资源部油气资源战略研究中心

煤层气开发有助于推动我国早日实现碳达峰碳中和目标。我国煤层气开发已基本实现产业化,但受理论技术等因素制约,发展规模与丰富的资源条件不匹配。“十四五”以来,我国煤层气勘探开发取得5个方面的新进展:一是我国开始进入深层煤层气... 详细信息

煤层气开发有助于推动我国早日实现碳达峰碳中和目标。我国煤层气开发已基本实现产业化,但受理论技术等因素制约,发展规模与丰富的资源条件不匹配。“十四五”以来,我国煤层气勘探开发取得5个方面的新进展:一是我国开始进入深层煤层气规模开发新阶段,煤层气产量增速明显加快;二是深层煤层气勘探开发取得重大突破,极大拓展了产业发展空间;三是老气田低效区、薄煤层等难采资源增产改造效果显著;四是与“十三五”期间相比,攻关领域由中—浅层煤层气为主转为以深层煤层气为主,以水平井大规模分段压裂技术为代表的煤层气理论技术在地质认识、钻完井、压裂、排采四大关键环节均取得重大创新,产气效果明显提升;五是煤层气产业发展政策环境持续优化。初步研判,我国深层煤层气资源丰富,埋深大于1500m的煤层气资源量约是1500m以浅的资源量2倍以上;我国已探明煤层气储量以中—浅层为主,但采出程度仅为7%,剩余资源规模可观,而老气田还发育丰富的薄煤层气,已证实是现实接替资源。因此,深层煤层气的重大突破和老气田增产改造的成功成为引领我国煤层气产业加速发展的主要推动力,发展前景良好。在综合多家机构和专家研究结果的基础上,研究认为我国煤层气产量2025年有望达到100×10^(8)m^(3),2035年达到300×10^(8)m^(3)。但我国煤层气快速发展面临着深煤层、薄煤层等新领域煤层气地质理论认识有待深入系统研究,深层煤层气勘探开发工程技术仍处于攻关阶段,产业发展政策支持力度仍有待完善等挑战。因此,建议加强新领域煤层气风险勘探和选区评价、加强高效勘探开发理论技术攻关以及加强煤层气产业政策支持和发展引导。

关键词：深层煤层气薄煤层理论技术产业政策

裂纹长度对PBX代用材料表观断裂韧性Kc的影响

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含能材料 2024年第5期32卷 528-536页

作者：单骏鹏王山邓鹏飞唐维文乾乾中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999

表观断裂韧性(Kc)是表征高聚物粘结炸药(PBX)抵抗裂纹萌生和裂纹扩展的重要材料性能,研究表观断裂韧性Kc的尺寸效应对预测不同尺度的PBX的起裂及失效行为具有重要意义。通过中心裂纹巴西圆盘(CSTBD)试验,对PBX代用材料的表观断裂韧性Kc... 详细信息

表观断裂韧性(Kc)是表征高聚物粘结炸药(PBX)抵抗裂纹萌生和裂纹扩展的重要材料性能,研究表观断裂韧性Kc的尺寸效应对预测不同尺度的PBX的起裂及失效行为具有重要意义。通过中心裂纹巴西圆盘(CSTBD)试验,对PBX代用材料的表观断裂韧性Kc的尺寸效应特性进行研究,通过断裂试验研究了不同裂纹长度(2,4,6,8,10 mm)对CSTBD试样表观断裂韧性Kc的影响。并采用了传统的最大切应力(MTS)准则以及考虑Willimas级数高阶项系数和断裂扩展区(FPZ)长度预估模型的修正最大切应力(MMTS)准则,对PBX代用材料的表观断裂韧性Kc的尺寸效应解释。结果发现,随着裂纹长度的增加,Kc从0.139 MPa·m0.5增长至0.251 MPa·m0.5,并且随着裂纹长度的增加Kc趋于稳定。在使用A3项修正的FPZ长度预估模型下,相较于传统的MTS准则,使用MMTS准则能够很好地解释PBX代用材料表观断裂韧性Kc的尺寸效应。

关键词：高聚物粘结炸药(PBX) 表观断裂韧性断裂过程区尺寸效应修正最大切应力(MMTS)

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神光装置辐照腔体系统电磁脉冲的数值模拟

强激光与粒子束 2024年第4期36卷 173-179页

作者：孙会芳易涛董志伟周海京张玲玉余波刘品阳北京应用物理与计算数学研究所北京100094 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

应用三维MC程序和PIC程序,对神光装置辐照下腔体内系统电磁脉冲(SGEMP)模型进行了耦合模拟。在半高宽为2.9 ns、平均能量为10.3 keV的轫致谱X射线点源辐照下,圆柱腔内电场最大值高达2 MV/m,以轴向电场为主;磁场最大值约为0.8×10^(-3)T... 详细信息

应用三维MC程序和PIC程序,对神光装置辐照下腔体内系统电磁脉冲(SGEMP)模型进行了耦合模拟。在半高宽为2.9 ns、平均能量为10.3 keV的轫致谱X射线点源辐照下,圆柱腔内电场最大值高达2 MV/m,以轴向电场为主;磁场最大值约为0.8×10^(-3)T,以角向磁场为主,电磁场最大值都集中在发射面附近,以脉冲直流场为主,交流辐射场幅度较小,约在kV/m量级。考察了注量对SGEMP效应的影响,注量越高,电场沿轴向变化越快,交流辐射场占比越大。

关键词：系统电磁脉冲蒙特卡罗方法全电磁粒子模拟方法 X射线

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基于对差分结构的320 GHz三倍频器

强激光与粒子束 2024年第8期36卷 63-69页

作者：张筱健蒋均田遥岭杨昊何月李若雪刘戈中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心四川成都610200

结合高频特性下肖特基二极管有源区电气模型建模方法,实现了一种基于对差分结构的320 GHz三倍频器,相比于传统的平衡式和非平衡式电路,这种结构可以在降低工艺复杂度的同时使电路的功率容量增加一倍,更好地满足现代通信系统对大功率太... 详细信息

结合高频特性下肖特基二极管有源区电气模型建模方法,实现了一种基于对差分结构的320 GHz三倍频器,相比于传统的平衡式和非平衡式电路,这种结构可以在降低工艺复杂度的同时使电路的功率容量增加一倍,更好地满足现代通信系统对大功率太赫兹频率源的需求。为了提高电路在高耗散功率下的仿真精度,使用符号定义器件在电路仿真软件中建立起新型的电-热自适应模型,最后按照场路结合的迭代方式完成整体电路设计。测试结果表明设计的三倍频器在123~200 mW的驱动功率下可以实现最高8.8%的转换效率,最大输出功率为17.27 mW;在305~384 mW的驱动功率下可以实现最高7.2%的转换效率,最大输出功率为27.33 mW,为高功率太赫兹器件的高效设计提供了有益借鉴。

关键词：对差分结构三倍频器太赫兹功率容量肖特基二极管

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基于微纳结构及材料特性的光场调控模拟研究

强激光与粒子束 2024年第3期36卷 85-91页

作者：郑鑫智豆世骥刘翔赵晨淅赵世龙杨月王少义赵宗清马钰洁深圳技术大学工程物理学院广东深圳518118 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

利用时域有限差分算法(FDTD)对微纳结构靶的光场分布进行仿真模拟,探究微纳结构靶中的光传输机制,分析材料特性和结构参数对光传输特性和光场分布的影响。基于光场分布及演化的仿真模拟结果,对比半导体氧化铝、绝缘体二氧化硅和金属铜... 详细信息

利用时域有限差分算法(FDTD)对微纳结构靶的光场分布进行仿真模拟,探究微纳结构靶中的光传输机制,分析材料特性和结构参数对光传输特性和光场分布的影响。基于光场分布及演化的仿真模拟结果,对比半导体氧化铝、绝缘体二氧化硅和金属铜三种导电性不同的材料上纳米线和纳米孔阵列微纳结构靶的激光传输特性,分析光传输过程中的光场分布变化。研究结果表明,通过改变氧化铝和二氧化硅纳米孔(线)阵列结构靶中孔洞(纳米线)直径和间距等结构参数,可以实现对微纳结构靶中光传输特性和光场分布的调制,实现光场在介质材料和真空区域间的周期振荡分布,或是以一种稳定形态传输;激光在铜纳米孔阵列中传输时,透光性随孔洞半径的增加而增加。基于光场分布及演化的仿真模拟结果,对比不同材料、不同微纳结构靶的激光传输演化特性,给出物理图像及对应现象规律,根据光场调控需求,给出微纳结构靶设计。

关键词：纳米孔阵列结构靶纳米线阵列结构靶氧化铝二氧化硅铜光场分布

高重频飞秒激光高效加工太赫兹滤波器核心结构

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应用光学 2024年第3期45卷 514-521页

作者：何煦杨昊马云灿李军蒋均孟立民叶雁中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院微系统与太赫兹中心四川成都610299

高频太赫兹滤波器的核心结构具备跨尺度、大去除量、高精度等特点,为实现核心结构高效精密加工,加工技术的选择尤为重要。与常见的机械加工、光刻工艺、MEMS等技术相比,飞秒激光加工技术具有材料普适性强、流程简单、可实现薄壁结构精... 详细信息

高频太赫兹滤波器的核心结构具备跨尺度、大去除量、高精度等特点,为实现核心结构高效精密加工,加工技术的选择尤为重要。与常见的机械加工、光刻工艺、MEMS等技术相比,飞秒激光加工技术具有材料普适性强、流程简单、可实现薄壁结构精密加工等优点。以中心频率850 GHz的太赫兹滤波器核心结构设计为输入,利用飞秒激光加工技术开展太赫兹滤波器核心结构的加工实验研究。考虑到低重频飞秒激光不满足高效加工的实际要求,选择高重频飞秒激光作为加工光源,在加工策略精准设计和加工参数精准优化的条件下,实现了高频太赫兹滤波器核心结构的高效精密加工。研究结果表明,高重频飞秒激光加工的太赫兹滤波器,其中心频率测试值与设计值接近。因此,高重频飞秒激光加工技术成为太赫兹滤波器核心结构加工的可选手段。

关键词：太赫兹滤波器核心结构飞秒激光精密加工加工策略