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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 562 毫秒
1.
高品质激光尾波场电子加速器   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
激光尾波场电子加速的加速梯度相比于传统直线加速器高了3—4个量级,对于小型化粒子加速器与辐射源的研制具有重要的意义,成为当今国内外的研究热点.台式化辐射源应用需求的提高,特别是自由电子激光装置的快速发展,对电子束流品质提出了更高的要求,激光尾波场电子加速的束流品质和稳定性是目前实现新型辐射源的首要障碍.本文归纳整理了中国科学院上海光学精密机械研究所电子加速研究团队十年来在研制台式化激光尾波场电子加速器过程中采取的方案和取得的进展.例如率先提出了注入级和加速级分离的级联加速方案,通过实验获得了GeV量级的电子束能量;基于级联加速方式利用能量啁啾控制,实验获得世界最高品质的电子束流;通过优化激光系统稳定性和特殊的气体喷流结构,获得稳定的高品质电子束流输出等.这一系列实验结果有利于进一步推进激光尾波场电子加速器的应用.  相似文献   

2.
自由电子激光的预群聚   总被引:1,自引:0,他引:1  
研究了自由电子激光预群聚产生的辐射,表明预群聚不仅可以提高效率而且使低增益得到增强,从而在理论上解释了由射频直线加速器驱动的自由电子激光预群聚器(prebuncher)的作用。同时还指出,预群聚有在不增加电子束能量情况下缩短激光波长和降低对电子束质量要求等作用。  相似文献   

3.
介绍了一种基于相干辐射测量的激光-电子束同步方法,描述了实现空间及时间同步的基本原理、步骤和细节,并利用这种方法在上海深紫外自由电子激光装置(SDUV-FEL)上实现了电子束与激光之间亚ps量级的精确同步,为基于外种子激光的高增益高次谐波产生(HGHG)、回声型谐波产生(EEHG)和级联HGHG自由电子激光实验奠定了坚实的基础。还利用这种手段对不同条件下的电子束纵向特性进行了测量和分析。  相似文献   

4.
戴志敏 《中国物理 C》2004,28(7):775-780
给出了双波荡器自由电子激光器的通用理论.在双波荡器自由电子激光器中,引入了一个周期长度非常接近主波荡器中电子束感应加速振荡周期的附加波荡器.推导出了一套自治方程组描述双波荡器中自由电子激光场演变过程,并分别给出了低增益、高增益和饱和三种情况下的解析解.研究表明,适当选择附加波荡器的参数,可以提高自由电子激光器的增益或转换效率  相似文献   

5.
陈民  刘峰  李博原  翁苏明  陈黎明  盛政明  张杰 《强激光与粒子束》2020,32(9):092001-1-092001-11
超强激光在气体等离子体中传输时可以激发出大振幅的电子等离子体尾波。激光等离子体尾波加速器是利用该尾波对带电粒子(特别是电子和正电子)进行加速的一种新型装置。由于其加速梯度相较于现有的常规加速器可以提升1000倍,为建造超紧凑型的加速器和辐射源奠定了基础,也为将来建造基于等离子体的超高能正负电子对撞机和自由电子激光装置提供了可能。对该新型加速器的原理、特点、发展历程,尤其是近十年来的主要进展和未来发展趋势及面临的主要挑战进行简要梳理和介绍。  相似文献   

6.
<正>高增益自由电子激光原理自由电子激光(Free Electron Laser,简写为FEL)是以相对论性电子束为放大介质、基于电磁辐射机制的相干光源。自由电子激光原理是20世纪70年代中期发展起来的,1976年,美国的梅迪(J.M.J.Madey)博士等人首次在实验上证实了振荡器型低增益FEL的原理,引起科技界极大的兴趣。20世纪80年代,科学家们提出了SASE(Self Amplified Spontaneous Emission,自放大自发辐射)高增益自由  相似文献   

7.
SASE自由电子激光   总被引:1,自引:1,他引:0  
 SASE自由电子激光可以产生短至0.1nm的高亮度(峰值亮度比当前的第三代同步辐射高10个量级;平均亮度高3~5个量级)、短脉冲(脉冲长度小于2个量级、达到亚皮秒水平)硬X射线相干光。因而被称为是继第三代同步辐射之后的第四代光源。SASE依据的是高增益自由电子激光原理,利用了光阴极微波电子枪技术和电子直线加速器技术。综述了SASE的历史发展、基本原理、基本结构、主要物理特征和对电子束的要求。  相似文献   

8.
我们研究了自由电子激光的增益特征,发现一类具有超高增益的微型自由电子激光器,这类激光器位于远红外谱区,它由具有高质量电子束的射频直线加速器,微型摇摆器和毛细波导管组成。  相似文献   

9.
杨中海  彭良福  刘盛纲 《物理学报》1995,44(7):1064-1072
建立了改型wiggler自由电子激光的非线性理论,导出了自洽非线性方程组.用计算机模拟方法对改型wiggler高次谐波自由电子激光进行了分析,得到了电子在与光场相互作用,从线性调制到非线性饱和演化过程中的相空间群聚图、高次谐波的增益、抽取效率以及电子束能谱图,同时,还研究了电子束能散度对高次谐波的增益和效率的影响等.模拟结果证实了改型wiggler自由电子激光是实现短波长相干光辐射的重要途径之一. 关键词:  相似文献   

10.
刘金英 《物理》1999,28(12):720-723
相干谐波自由电子激光不用光学谐振腔及反射镜,可望工作在紫外和真空紫外光波段,是第四代同步辐射光源的可能途径之一。由于对束流品质要求很高,相干谐波自由电子激光首先是以储存环作为驱动器而发展起来的。由于光阴极微波电子枪的发展和直线加速器技术的进步,目前,已开始有直线加速器驱动的高增益相干谐波自由电子激光的建议。文章介绍了相干谐波储存环自由电子激光的原理、现状及展望。  相似文献   

11.
Experiments using an electron beam produced by laser-wakefield acceleration have shown that varying the overall beam-plasma interaction length results in current filamentation at lengths that exceed the laser depletion length in the plasma. Three-dimensional simulations show this to be a combination of hosing, beam erosion, and filamentation of the decelerated beam. This work suggests the ability to perform scaled experiments of astrophysical instabilities. Additionally, understanding the processes involved with electron beam propagation is essential to the development of wakefield accelerator applications.  相似文献   

12.
Laser acceleration is based on the concept to marshal collective fields that may be induced by laser. In order to exceed the material breakdown field by a large factor, we employ the broken-down matter of plasma. While the generated wakefields resemble with the fields in conventional accelerators in their structure (at least qualitatively), it is their extreme accelerating fields that distinguish the laser wakefield from others, amounting to tiny emittance and compact accelerator. The current research largely falls on how to master the control of acceleration process in spatial and temporal scales several orders of magnitude smaller than the conventional method. The efforts over the last several years have come to a fruition of generating good beam properties with GeV energies on a table top, leading to many applications, such as ultrafast radiolysis, intraoperative radiation therapy, injection to X-ray free electron laser, and a candidate for future high energy accelerators.  相似文献   

13.
沈众辰  陈民  张国博  罗辑  翁苏明  远晓辉  刘峰  盛政明 《中国物理 B》2017,26(11):115204-115204
By using three-dimensional particle-in-cell simulations, externally injected electron beam acceleration and radiation in donut-like wake fields driven by a Laguerre-Gaussian pulse are investigated. Studies show that in the acceleration process the total charge and azimuthal momenta of electrons can be stably maintained at a distance of a few hundreds of micrometers. Electrons experience low-frequency spiral rotation and high-frequency betatron oscillation, which leads to a synchrotron-like radiation. The radiation spectrum is mainly determined by the betatron motion of electrons. The far field distribution of radiation intensity shows axial symmetry due to the uniform transverse injection and spiral rotation of electrons. Our studies suggest a new way to simultaneously generate hollow electron beam and radiation source from a compact laser plasma accelerator.  相似文献   

14.
电子束在基础科学研究、工农业生产和医疗领域发挥了重要作用。提出了一种新型的电子源技术方案:高功率激光脉冲轰击金属丝靶,可以产生大量能量在百keV量级的热电子,一部分热电子在丝靶表面自生电磁场的作用下沿着丝靶运动,丝靶后方可以获得指向性良好的电子束。实验上成功在金、钨和铜丝靶后方获得了电子束团,测量了束团束斑、电荷量和能谱。铜丝靶单发实验收集到的电子束团总电荷量可达3 nC,能量分布在0~240 keV区间内,能谱在100 keV附近呈现峰值。提出了微波压缩方案,设计了2腔微波聚束腔,利用ASTRA对微波腔压缩过程进行了模拟计算。结果显示,可以将电荷量1 nC、长度55 ps的束团压缩至27 ps,满足后续微波加速器对电子源的要求。  相似文献   

15.
Nowadays there is great progress on laser-driven plasma-based accelerators by exploiting petawatt-class lasers, where for one aspect electron beams can be accelerated to multi-GeV energy in a centimeter-scale plasma due to laser wakefield acceleration mechanism. While to date, worldwide researches on laser-plasma accelerators are focused to create compact particle and radiation sources for applications in a wide range of sciences, including basic, medical and industrial sciences, there are great interests in applications for high energy physics and astrophysics that explore unprecedented high-energy frontier phenomena, for which laser plasma accelerator concepts provide us with promising tools. Here, our endeavors toward “extreme light” in the IZEST are envisaged for the next 30 years perspective and issues on laser plasma electron acceleration beyond 100 GeV and furthermore toward the TeV regime, aiming at high energy physics applications.  相似文献   

16.
吴桐  徐航  徐金强  李京祎  黄森林 《强激光与粒子束》2022,34(10):104018-1-104018-7
为推动北京大学超导加速器实验装置不断向强流目标迈进,提出100 W红外高重频光阴极驱动激光的设计方案,主放大器采用先进的光子晶体增益光纤,保证输出光束的质量。对激光系统中的关键问题,如各部分功率指标、脉冲展宽和压缩、激光耦合等进行了设计,并且考虑了激光的非线性影响。为实现强流加速器开机运行所必备的诊断模式,也提出了对于高重频激光进行两级选频的独特设计方案。将高速的SOA光开关和低速的声光调制器相结合,产生宏脉冲结构的输出激光,从而实现加速器在诊断模式下的运行。  相似文献   

17.
Overview of plasma-based accelerator concepts   总被引:2,自引:0,他引:2  
An overview is given of the physics issues relevant to the plasma wakefield accelerator, the plasma beat-wave accelerator, the laser wakefield accelerator, including the self-modulated regime, and wakefield accelerators driven by multiple electron or laser pulses. Basic properties of linear and nonlinear plasma waves are discussed, as well as the trapping and acceleration of electrons in the plasma wave. Formulas are presented for the accelerating field and the energy gain in the various accelerator configurations. The propagation of the drive electron or laser beams is discussed, including limitations imposed by key instabilities and methods for optically guiding laser pulses. Recent experimental results are summarized  相似文献   

18.
强场X射线激光物理   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
相干X光,特别是X射线自由电子激光技术的发展提供了一种新的产生超强光场的途径.由于其较高的光子能量、高峰值功率密度与超短的脉冲长度,有望将强场激光物理从可见光波段推进到X光波段.目前,基于X射线的非线性原子分子物理已取得了初步进展,随着X射线光强的提升,相互作用将进入相对论物理、强场量子电动力学(quantum electrodynamics,QED)物理等领域,为激光驱动加速与辐射、QED真空、暗物质的产生与探测等带来新的科学发现机会.本文对强场X射线激光在固体中的尾场加速、真空极化、轴子的产生与探测等方面进行介绍,旨在阐明X射线波段强场物理在若干基础前沿与关键应用方面的独特优势,并对未来的发展方向进行展望.  相似文献   

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