Modification of ZnO films under high energy Xe-ion irradiations

ZnO films were deposited on (100) Si substrate by radio frequency magnetron sputtering. These films were irradiated at room temperature with 308 MeV Xe-ions to a fluence of 1.0 x 10(12), 1.0 x 10(13) or 1.0 x 10(14) Xe/cm(2). Then the samples were investigated using RBS, XRD, FESEM and PL analyses. The obtained experimental results showed that the deposited ZnO films were highly c-axis orientated and of high purity, 308 MeV Xe-ion irradiations could not change the c-axis oriented. The topography and PL properties of the ZnO films varied with increasing the Xe-ion irradiation fluence. For 1.0 x 10(13) or 1.0 x 10(14) Xe/cm(2) irradiated samples, surface cracks were observed. Furthermore, it was found that the 1.0 x 10(14) Xe/cm(2) irradiated sample exhibiting the strongest PL ability. The modification of structure and PL properties induced by 308 MeV Xe-ion irradiations were briefly discussed. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Beam dynamics design of an RFQ for a planned accelerator, which uses a direct plasma injection scheme

To meet the requirements of providing high-intensity heavy ion beams the direct plasma injection scheme (DPIS) was proposed by a RIKEN-CNS-TIT collaboration. In this scheme a radio frequency quadrupole (RFQ) was joined directly with the laser ion source (LIS) without a low-energy beam transport (LEBT) line. To find the best design of the RFQ that will have short length, high transmission efficiency and small emittance growth, beam dynamics designs with equipartitioning design strategy and with matched-only design strategy have been performed, and a comparison of their results has also been done. Impacts of the input beam parameters on transmission efficiency are presented, too. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

A Particle-in-cell scheme of the RFQ in the SSC-Linac

A 52 MHz Radio Frequency Quadrupole (RFQ) linear accelerator (linac) is designed to serve as an initial structure for the SSC-Linac system (injector into Separated Sector Cyclotron). The designed injection and output energy are 3.5 keV/u and 143 keV/u, respectively. The beam dynamics in this RFQ have been studied using a three-dimensional Particle-In-Cell (PIC) code BEAMPATH. Simulation results show that this R,FQ structure is characterized by stable values of beam transmission efficiency (at least 95%) for both zero-current mode and the space charge dominated regime. The beam accelerated in the RFQ has good quality in both transverse and longitudinal directions, and could easily be accepted by Drift Tube Linac (DTL). The effect of the vane error and that of the space charge on the beam parameters have been studied as well to define the engineering tolerance for RFQ vane machining and alignment.

Study on shunt impedance and voltage distribution of 4-rod RFQ cavity

A high current RFQ (radio frequency quadrupole) is being studied at the Institute of Modern Physics, CAS for the direct plasma injection scheme. Shunt impedance is air important parameter when designing a 4-rod RFQ cavity, it reflects the RF efficiency of the cavity, and has a direct influence on the cost of the structure. Voltage distribution of a RFQ cavity has an effect on beam transmission, and particles would be lost if the actual voltage distribution is not as what, it should be. The influence of cell length, stern thickness and height on Shunt impedance and voltage distribution have been studied, in particular the effect of projecting electrodes has been investigated in detail.

Drift distance survey in direct plasma injection scheme for high current beam production

In a laser ion source, plasma drift distance is one of the most important design parameters. Ion current density and beam pulse width are defined by plasma drift distance between a laser target and beam extraction position. In direct plasma injection scheme, which uses a laser ion source and a radio frequency quadrupole linac, we can apply relatively higher electric field at beam extraction due to the unique shape of a positively biased electrode. However, when we aim at very high current acceleration such as several tens of milliamperes, we observed mismatched beam extraction conditions. We tested three different ion current at ion extraction region by changing plasma drift distance to study better extraction condition. In this experiment, C6+ beam was accelerated. We confirmed that matching condition can be improved by controlling plasma drift distance.

The Compact Pulsed Hadron Source: A Design Perspective

During the past. decades, large-scale national neutron sources have been developed in Asia, Europe, and North America. Complementing such efforts, compact hadron beam complexes and neutron sources intended to serve primarily universities and industrial institutes have been proposed, and some have recently been established. Responding to the demand in China for pulsed neutron/proton-beam platforms that are dedicated to fundamental and applied research for users in multiple disciplines from materials characterization to hadron therapy and radiography to accelerator-driven sub-critical reactor systems (ADS) for nuclear waste transmutation, we have initiated the construction of a compact, yet expandable, accelerator complex-the Compact Pulsed Hadron Source (CPHS). It consists of an accelerator front-end (a high-intensity ion source, a 3-MeV radio-frequency quadrupole linac (RFQ), and a 13-MeV drift-tube linac (DTL)), a neutron target station (a beryllium target with solid methane and room-temperature water moderators/reflector), and experimental stations for neutron imaging/radiography, small-angle scattering, and proton irradiation. In the future, the CPHS may also serve as an injector to a ring for proton therapy and radiography or as the front end to an ADS test facility. In this paper, we describe the design of the CPHS technical systems and its intended operation.

CSRm高频系统控制器

HIRFL-CSR（Heavy Ion Research Facility at LanZhou-Cooling Storage Ring兰州重离子冷却储存环）是国家重大科学工程，其控制系统是一个庞大的系统，由许多分控制系统组成，高频系统是其重要组成部分之一。加速器的加速过程都是由高频系统来完成的。由于高频控制系统的控制对象就是高频腔体，控制系统的稳定性和输出频率的精确性将直接影响到加速器系统的正常工作，而对于高频系统的状态回读又直接决定了对于高频系统的远程监控能力，所以高频控制系统的设计非常重要。本设计基于现场可编程逻辑门阵列FPGA和数字信号专用处理器DSP搭建， 一方面可以完成从控制中心远程控制高频腔体，另一方面也可以完成对于当前状态的读取，所经过的通道也是多样化的，包括CPCI总线通信，CANBUS总线通信或者是485总线通信。本文的内容包括了1>对于高频控制系统控制对象的分析以及各种控制参数要求。2>组成此系统的硬件部分分析选择以及硬件系统的搭建过程。3>对FPGA和DSP进行程序设计的过程和方法。本文的价值不仅在于对高频系统的控制上，对于其他数据采集系统，远程控制系统以及总线通信和数据分析算法上也有着参考价值

SFC200KW高频发射机控制系统改造

本文全面论述了一个基于PROFIBUS现场的总线分布式控制系统的设计、开发、调试过程，详细介绍了控制系统的结构和软硬件设计。论文从SFC200KW高频发射机控制需求出发，阐明了控制系统的开发背景、基本结构的建立、硬件接口电路的设计方案、控制算法的设计思想以及上下位机控制程序的实现。论文分四大部分，首先介绍SFC200KW高频发射机控制系统的现状，阐明进行SFC200KW高频发射机控制系统改造的必要性和采用现场总线分布式控制系统的优势。第二部分介绍控制系统改造的相关技术。第三部分结合PROF工BUS和FCS控制系统理论详细介绍了新SFC200KW高频发射机控制系统的结构，包括主控器PLC实时控制、系统抗干扰特性、电平转换接口等。第四部分结合SFC200KW高频发射机控制算法，下位机PLC编程语言，介绍了控制系统软件的设计和开发。上位机监控程序采用W工NCC组态软件完成友好的人机交互界面开发。通过对该控制系统的改造，满足了工程对控制部分可靠性、实时性和稳定性的需求。实现了对SFC200KW高频发射机远程控制，运行参数实时采集，故障实时保护和报警记录，运行参数归档和打印等功能。达到了改造的目的。

CSR数字射频系统的同步算法研究与应用

本文要解决CSR控制系统中扮制信号同步传送问题。HIRFL_CSR(Heavy Ion Research Facility at LanKZhou-Cooling StorageRing兰州重离子冷却储存环）是国家九八爪大科学工程之一，它的控制是一个非常庞大而复杂的系统，它由多个子系统构成，各个子系统之间的协调同步是HIRFL-CSR运行的关键，也是HIRFL-CSR从控制系统的核心问题之一。。CSR工程的同步系统包括环内各设备之间的同步，环与门前端务器的同步等等。同步系统的实现应该在保证协调同步的雄础上，还要保证整个控制系统的稳定性，实时性，准确性和抗干扰性。本文的披个解决方案是建立在直按序列扩频通信技术上的。扩频通信系统可以增强控制信一号的抗干扰性，完成f言号的可靠传输。在信号发送端，进行恭带信号的载波调制，然后经过pN码的扩频调制，进入信道传输；在接收端，先进行四码的解扩一，然后进行载波信号的解调，还原为发送端的信号。在整个过程中保证CSI又控制信号的同步，包括载波同步，位同步和群同步。本文主要工作和研究内容是CSR系统中的载波同步传输算法的不开究，设计和实现。主要工作包括（1）不叶究控制洁号在通信算法中的性能，在算法分析的基础上，使用MATLAB实现模拟控制信号通信过程，同时进行传送信号分析和噪声功率分析，测试可行性:(2)在仿真可行的情况下，把整个通信过程全部或者部分写为可以执行的C或者汇编代码，在TMS323C6711DSK板进行程序调试；（3）把可执；行的释序下我到以TrAG为接口白如醚件协尔32C6713DSP模块，实现在CSR系统中控制信号的传送。本文目的是解决控制信号的同步通愉问题，对于该问题的传输分析和同步实现以及提出的下一步研究，在C双控制I具有很重要的意义，同时也对于类似问题的解决有重要价值。

A plasma sputtering decoration route to producing thickness-tunable ZnO/TiO2 core/shell nanorod arrays

We report a radio frequency magnetron sputtering method for producing TiO2 shell coatings directly on the surface of ZnO nanorod arrays. ZnO nanorod arrays were firstly fabricated on transparent conducting oxide substrates by a hydrothermal route, and subsequently decorated with TiO2 by a plasma sputtering deposition process. The core/shell nanorods have single-crystal ZnO cores and anatase TiO2 shells. The shells are homogeneously coated onto the whole ZnO nanorods without thickness change. This approach enables us to tailor the thickness of the TiO2 shell for desired photovoltaic applications on a one-nanometer scale. The function of the TiO2 shell as a blocking layer for increasing charge separation and suppression of the surface recombination was tested in dye-sensitized solar cells. The enhanced photocurrent and open-circuit voltage gave rise to increased photovoltaic efficiency and decreased dark current, indicating successful functioning of the TiO2 shell.

The effects of shell characteristics on the current-voltage behaviors of dye-sensitized solar cells based on ZnO/TiO2 core/shell arrays

The ZnO/TiO2 core/shell structure was formed through deposition of a TiO2 coating layer on the hydrothermally fabricated ZnO nanorod arrays through radio frequency magnetron sputtering. The effects of the TiO2 shell's characteristics on the current-voltage behaviors of the core/shell-based dye-sensitized solar cells (CS-DSSC) were investigated. As the rates of injection, transfer, and recombination of electrons of such CS-DSSC were affected significantly by the crystallization, morphology, and continuity of the TiO2 shells, the photovoltaic efficiency was accordingly varied remarkably. In addition, the efficiency was further improved by enhancing the surface area in the core/shell electrode.

基于RFID的基带通信IP核的设计与仿真

分析基于射频识别(RFID)技术的系统基带通信过程,建立RFID基带传输模型,利用FPGA技术实现具有基带编解码、数据收发功能的通信IP核,介绍基于模块化思想的基带通信IP核的RTL设计方法,利用QuartusⅡ与Simulink工具进行系统仿真,仿真实验结果表明,该通信模块是有效的,能够为设计RFID通信系统提供高度集成的基带通信IP核。

RFID系统优化模型与智能算法研究

射频识别技术（Radio Frequency Identification, RFID）作为采集与处理信息的高新技术和信息化标准的基础，被列为本世纪十大重要技术之一。但是，RFID技术的大规模实际应用仍处于探索阶段，RFID系统的应用基础技术还存在着大量尚未解决的关键问题，其中RFID系统优化是RFID技术研究和应用的重要课题。由于RFID系统本身的动态性和不确定性， RFID系统优化面对的一般是非线性、多目标、大规模的复杂优化问题，传统的数学优化算法在处理这些问题时，存在困难。为此，研究新的优化算法成为RFID技术实际应用和理论研究中必须解决的课题。 智能计算方法是求解复杂RFID系统优化问题的一种可供选择的算法。智能计算作为一个新兴领域，其发展已引起了多个学科领域研究人员的关注，目前已经成为人工智能、经济、社会、生物等交叉学科的研究热点和前沿领域。智能计算的各类算法已在传统NP问题求解及诸多实际应用领域中展现出其优异的性能和巨大的发展潜力。 本文旨在对RFID系统的各种优化问题进行深入研究和探讨，面向RFID技术的实际应用需求构建其优化模型，并基于智能计算思想设计能够有效求解这些复杂模型的新型智能优化算法。具体研究内容包括： 首先，进行了RFID读写器网络的调度问题研究。在深入分析RFID网络中读写器冲突类型和成因的基础上，考虑RFID网络中的读写器冲突约束，以最小化系统中的频道数量、时隙分配以及总处理时间建立了RFID读写器网络调度的数学优化模型。从生物学的角度出发提出基于生态捕食模型的改进PSO算法（Particle Swarm Optimizer based on Predator-prey Coevolution, PSOPC），在一定程度上解决了PSO算法在迭代后期随着多样性丧失而陷入局部最优的缺点。应用PSOPC设计了求解RFID读写器网络调度模型的智能求解算法，分别给出算法的求解框架、关键步骤的实现机制。通过在不同规模的RFID读写器网络上进行实例仿真，验证了算法的有效性和模型的正确性。 其次，进行了基于菌群自适应觅食算法RFID网络规划问题的研究。考虑RFID系统在不同应用环境下的系统需求，建立了RFID网络规化的数学模型，其目标函数分别为：RFID网络标签覆盖率的最大化目标函数、RFID读写器冲突的最小化目标函数、RFID网络运行的经济效益最大化目标函数、RFID网络运行的负载平衡目标函数以及同时考虑全局目标的混合目标函数。将自然界生物觅食所采用的自适应搜索策略与细菌的趋化行为和群体感应机制相集成，提出了适合求解复杂RFID网络规划问题的菌群自适应觅食算法（Adaptive Bacterial Foraging Optimization, ABFO）。通过仿真实验基于ABFO算法分别对RFID网络规划模型中的五个目标函数进行了实例求解和分析，测试结果与标准PSO算法和遗传算法进行了比较分析。 再次，进行了基于系统智能方法的RFID网络规划分布式决策模型研究。采用分布式决策的思想建立了RFID网络规划的层次模型，在一定程度上缓解、分散了RFID网络规划问题的复杂性，以解决具有混合变量（包括离散变量和连续变量）的多目标RFID网络规划问题。针对层次模型求解的复杂性，以复杂适应系统理论为指导思想设计了一种新型系统智能优化算法对RFID网络规划的层次模型进行求解。系统智能算法将群体智能中的单层群体系统概念扩展为多层涌现系统，仿真实验表明新提出的算法显著提高了智能计算方法的寻优能力，以及算法的适应性、鲁棒性和平衡性等性能。 最后，进行了RFID网络目标跟踪系统中的数据融合研究。以基于RFID技术的目标定位与跟踪系统为应用背景，提出了基于模糊聚类方法的多RFID读写器数据融合模型框架。通过深入分析蜜蜂采蜜的基本生物学规律，对蜜蜂的个体行为及群体行为进行模拟，提出了一类新型群体智能优化算法-蜂群优化算法（Bee Swarm Optimization, BSO），并将BSO算法嵌入RFID目标定位跟踪系统，作为其模糊聚类的基本算法。仿真研究表明，提出的融合模型能够有效的过滤读写器对跟踪目标的错误监测数据，显著提高目标定位与跟踪的精度。

RFID智能信息处理关键问题研究

无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术是通过无线射频方式进行非接触双向通信的自动化识别与数据获取技术，在多目标识别、移动目标识别和单品识别等应用领域具有极大的优势，广泛应用于国防、制造、医疗、零售、物流等诸多领域，被誉为21世纪最热门的技术之一。近年来RFID技术受到工业界和学术界高度关注，理论研究和实践应用得到了突飞猛进的发展，同时，在面向RFID海量数据的智能信息处理方面也带来了巨大的挑战。因此，本文以面向应用的RFID数据处理为背景，对RFID智能信息处理及其关键问题进行了深入研究，主要研究内容包括以下几个方面： 首先，回顾并总结了流数据处理、复杂事件处理和信息融合等理论方法在RFID信息处理上的主要研究成果和典型方法，为RFID智能信息处理体系的建立奠定了理论依据，针对当前RFID信息处理方法的不足，从融合多领域相关技术，进行综合性、大规模的RFID信息处理的角度，提出了综合方法集成框架，并给出了框架相关模块的构成说明，为进一步提出RFID智能信息处理方面新的理论和方法提供了研究思路。 其次，以构件技术和中间件技术为背景，详细分析了现存的RFID中间件系统的优势与不足，在此基础上，主要针对RFID海量数据处理、RFID多协议数据转换、复杂事件处理以及面向RFID的企业信息集成等问题，提出了RFID智能信息处理软件体系结构，设计并实现了流数据处理引擎、多协议处理器、监控管理器、事件管理器和复杂事件处理引擎，并给出了相关模块的处理算法，从软件体系结构上保证了RFID信息处理软件系统的智能性和可扩展性，软件实现验证了所提软件体系的有效性。 再次，在总结和分析流数据管理系统和流数据查询语言方面主要研究成果的基础上，从重用和集成现有流数据处理方法，分离流数据源和处理逻辑，简化软件开发与部署，实时监控与优化RFID流数据处理的研究角度，提出了面向服务体系的RFID流数据处理服务体系，给出了RFID流数据处理服务模型和服务逻辑模型，并给出了基于XML的服务单元描述，数据流描述和服务单元激活描述。最后给出了软件实现，验证了所提出的流数据处理服务的有效性。 最后，以事件驱动系统和主动数据库系统为背景，介绍了复杂事件处理所涉及的关键技术，并在分析目前研究的优势与不足基础上，针对面向RFID海量事件的语义信息处理需求，提出了RFID复杂事件模型和复杂事件处理网络模型，并提出了基于时空关系的操作算子和复杂事件模式定义。在分析和总结已有复杂事件探测体系不足的基础上，进一步设计了RFID复杂事件探测中心结构，并给出相关构件的功能描述。对于复杂事件探测问题，主要提出了基于分发策略和消耗策略的探测优化，并给出了策略选择算法，在以上算法结果的基础上提出了基于策略选择的复杂事件探测算法，同传统复杂事件探测算法比较分析显示所提算法的有效性。

面向供应链系统的RFID信息服务关键技术研究

众所周知，供应链管理(Supply Chain Management, SCM)是一个极其复杂的系统，自从上个世纪70年代以来，经济全球化的趋势以及信息技术的快速发展，给本来已经极其热门的供应链管理领域又提供了无穷的发展空间。这个领域里面不断出现新的挑战，其中的种种难题几乎都跟供应链系统的复杂性和不确定性特征息息相关。 无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术是通过无线射频方式进行非接触双向通信的自动化识别与数据获取技术，在多目标识别、移动目标识别和单品识别等应用领域具有极大的优势，广泛应用于国防、制造、医疗、零售、物流等诸多领域，被誉为21世纪最热门的技术之一。近年来RFID技术受到工业界和学术界高度关注，理论研究和实践应用得到了突飞猛进的发展。随着无线射频识别技术的迅速发展和价格的迅速低廉，企业已经越来越多地把信息技术应用于供应链的管理之中，信息技术已成为企业实施供应链管理的不可或缺的手段，它们可以使企业的供应链管理更为有效以及高效。但是在将RFID技术应用到供应链信息管理的过程之中，遇到了许多阻力和困难。在RFID信息网络的构建、网络中海量资源调用、以及跟踪应用等诸多方面都存在还不能解决的问题。 本文在深入研究无线射频识别技术的基础上，结合供应链信息系统的发展现状以及所面临的诸多迫切需要解决的问题，提出了面向供应链服务的RFID信息网络，并设计了RFID网格模型，对RFID网络中的资源优化问题，以及目标跟踪问题进行了专门的研究，提出了行之有效的算法。主要的研究内容包括以下几个方面： 首先，构建了基于RFID系统的供应链信息管理系统的架构，并针对供应链信息系统中存在的种种问题，提出构建面向供应链服务的RFID网络。在详细介绍了当前国内外RFID网络研究与发展的基础上，设计了基于RFID网络的供应链应用体系，并给出了这一RFID网络的基本架构。 其次，根据网格计算理论提出了RFID无线网格体系，分别对RFID无线网格分层组织和系统构建组成进行了详细的描述。设计了RFID网格的供应链应用场景，将RFID网格基础设施安装在制造商分销中心、零售商仓库和零售商商店，通过运行在每个基础实施构件提供RFID数据捕获、数据处理和集成，并对RFID无线网格体系进行了建模以及分析。 再次，针对供应链系统的RFID信息服务瞬时产生海量的RFID信息，资源调度优化存在难点，提出利用粒子群算法，解决这一问题。该算法在求解该类问题时的优点包括：收敛速度快、容易克服早熟、能够优化多目标、能够柔性控制和容易分布式运算等。我们设计了RFID资源任务调度模型，利用经过改进的粒子群算法BPSO对这一模型的进行了求解，并将这一算法与传统的遗传算法的求解进行了仿真比较，可见该算法较遗传算法有较大优势。 最后，在面向供应链系统的RFID信息服务中，跟踪领域具有广泛的应用前景，同时在对环境敏感的对象跟踪领域中联合无线传感器网络也是RFID跟踪应用的一大趋势。针对网络跟踪研究，总结了RFID与无线传感器网络相结合的三种模式，提出以Adhoc的方式将RFID读写器组成一个面向供应链服务的无线跟踪网络，并给出一基于RFID无线网络的跟踪算法，以解决供应链系统中物品的追踪问题。