波荡器位相误差对自由电子激光

对波荡器位相误差对自由电子激光小信号增益的影响进行了分析讨论。对低增益情况解析地给出了波荡器位相误差引起的增益降低因子。结果表明:与自发辐射类似增益的降低与位相误差的方差成简单的指数关系，位相误差的线性变化部分引起最大增益的位移，还表明波荡器位相误差存在时Madey定理仍然成立。对高增益情况也给出了波荡器位相误差引起的增益降低因子。     

波荡器位相误差对自由电子激光

 对波荡器位相误差对自由电子激光小信号增益的影响进行了分析讨论。对低增益情况解析地给出了波荡器位相误差引起的增益降低因子。结果表明：与自发辐射类似增益的降低与位相误差的方差成简单的指数关系，位相误差的线性变化部分引起最大增益的位移，还表明波荡器位相误差存在时Madey定理仍然成立。对高增益情况也给出了波荡器位相误差引起的增益降低因子。     

上海深紫外自由电子激光装置波荡器磁场调整

 在对上海深紫外项目的波荡器建造过程中，应用亥姆霍兹线圈系统测量了全部单磁块，并使用模拟退火法对磁块进行组合排序优化，使反映磁场的成本函数下降了3个数量级。对一段波荡器进行了多次测量、调整，使积分场、峰峰值误差、位相误差等各项指标达到设计要求。     

纯永磁波荡器基波与谐波磁场的三维计算与测试

 对标淮的纯永磁波荡器进行了三维磁场的有限元计算,给出了纯永磁波荡器的基波与谐波磁场的幅值与相位,并与测试结果进行对比,结果表明,标准的纯永磁波荡器谐波磁场幅值比基波幅值低两个数量级。     

波荡器谐波场增强效应对电子自发辐射谱的影响

 有效利用电子束在波荡器中运动时产生的谐波辐射,是获得更短波长辐射最直接的方法之一。提高波荡器磁场的谐波分量可以提高电子束的谐波辐射光场强度。分析了一种改进Halbach型波荡器结构,计算了其磁场的构成,分析表明这种结构可以使磁场的三次谐波分量提高至基波分量的25%左右。以合肥光源的电子束参数为例,计算了波荡器磁场谐波分量增强后对电子束自发辐射谱的影响。计算结果表明,波荡器磁场谐波分量增强至25%时,可以使电子束自发辐射的三次谐波辐射增强至基波辐射光子通量的67%左右。     

混合型波荡器的3维优化

 以波荡器辐射波和共振电子能及混合型波荡器的解析计算为基础，通过3维磁场的有限元计算，在欧洲光源横向优化基础上，给出了同步辐射和自由电子激光用混合型波荡器纵向优化参数，进而给出了用于DUV FEL混合型波荡器的设计计算参数。加侧位和顶部永磁块后，峰值磁场分别提高到0.722T和0.773T，辅助以1μm量级分辨率的磁间隙调节机械系统，磁场分辨率好于10^-4T量级。     

纯永磁波荡器磁场计算的三维修正

 用归一化量对纯永磁波荡器的磁场进行三维计算分析,讨论了一般情况下有限磁极宽度的三维修正以及对好场区的影响,给出了磁极宽度对通常二维近似的修正曲线以及在不同磁极宽度下相对场强的横向变化曲线。     

用模拟退火法进行纯永磁波荡器磁块组合优化

 纯永磁波荡器由多个磁块组成，磁块的剩磁离散性会引起波荡器磁场误差，从而影响储存环工作状态和自发辐射谱质量。在波荡器磁块安装之前，使用模拟退火法对磁块进行组合排序优化，可以使峰值场强误差降低到10 ^-4量级以下，磁场一次积分降低到10^-6 T·m量级，二次积分降低到10 ^-6 T·m ²量级，优化结果不依赖于初始状态的选择。给出优化的详细过程，提出了根据磁块剩磁快速计算波荡器峰值场强误差和积分场的方法。     

太赫兹自由电子激光波荡器的设计、测量与优化

波荡器电子轨迹中心偏移和磁场误差对CTFEL装置性能影响很大,通过前期设计和后期测量与优化将其限制在指标要求范围内。在前期设计中尽量避免引入全局性的系统误差:磁结构具有平面反对称结构,保证电子轨迹中心和波荡器磁轴重合;磁结构端部的特殊设计减弱了间隙对出口磁场二次积分的影响;机械系统的大梁和立柱具有良好的刚性,闭环控制系统保证了高的波荡器间隙控制精度,这些措施降低了间隙不一致引入的磁场误差。在后期测量与优化中削弱了磁场的残存全局系统误差和局部随机误差:利用磁场点测台测量了波荡器磁场的纵向和横向分布,通过调节标准单元组件位置对磁场进行了垫补和优化,优化后电子轨迹中心偏移、峰峰值误差、相位误差、好场区及其误差均满足指标要求。     

用于THz源的混合型波荡器数值模拟

波荡器是基于自由电子激光的小型THz源关键器件,其可调节的周期性磁场结构与两端的光腔配合,使得穿越的电子束产生带增益的相干辐射,最终达到THz源所需要的功率.同纯永磁结构相比,混合型波荡器通过软铁材料调节由永磁块磁化方向性差异导致的磁场分布误差,同时可提供更高的场强.本文针对小型THz源需求,对混合型波荡器进行了相关物理设计.在解析方法分析的基础上,采用0PERA3/TOSCA有限元分析软件,对波荡器进行了三维磁场数值模拟和积分场优化.通过对波荡器端部结构的调整,优化后模型的一次场积分(导向误差)小于0.0lGs.m,电子轨迹偏移小于0.02mm.     

Magnetization processes in magnetotactic bacteria systems

In low fields, the magnetization of magnetotactic bacteria (MTB) culture is affected by chemotaxis and can be described by the Langevin function which depends on magnetic field strength and chemotaxis energy. In moderate fields, bacteria magnetization switching occurs as the second-order phase transition induced by increasing the field applied opposite the MTB magnetic moments. For bacteria containing one or two chains of magnetosomes we calculated the switching field as a function of the gap between magnetic particles.     

Scaling study for a high-field magnet for quasi-optical gyrotrons

The design of a 12 T superconducting magnet for a 280 GHz quasi-optical gyrotron is discussed. The gyrotron geometry requires a clear bore perpendicular to the magnetic axis through the center of the magnet, thus forcing the magnet to be formed of two separate sections. This causes the peak field on the windings to be over 14 T, and produces a double-peaked structure in the field. Calculations of mirror and cross bore RF heating and electron beam reflection as a function of the magnet and cross bore dimensions are presented, as are discussions of other tradeoffs in the magnet design. The conclusion of the study is that a suitable magnet is feasible     

高温超导磁体临界电流影响因素的研究

临界电流值是描述Bi2223高温超导带材性能的一个基本参数,在一定的温度条件下,Bi2223高温超导带材的临界电流是带材所在位置磁场大小和磁场方向的函数,其短样的临界电流值可以通过四引线法测量,单根超导带材的自场很小,磁场对临界电流的影响可以忽略.高温超导磁体的临界电流被定义成引发该磁体失超的最小电流,高温超导磁体的自场比单根超导带材的自场要大得多,磁体各个位置的磁场大小和方向各不相同,很难用理论的方法准确计算磁体的临界电流.对于高温超导磁体而言,除了磁场的影响因素以外,绕制磁体所用的超导带材自身的均匀性也是影响其临界电流的一个重要因素.本文对这两个因素进行探讨,并着重讨论高温超导带材自身的均匀性对临界电流大小的影响,本文的结论可以为高温超导磁体的设计、磁体绕制时带材的选择、磁体运行时安全工作电流的确定提供帮助.     

永磁体外部磁场的不均匀性研究

从永磁体的分子电流观点、退磁场、工艺等出发, 以矩形永磁体为例, 从理论上分析了影响永磁体外部磁场不均匀性的各种因素.研究结果表明, 永磁体外部磁场宏观不均匀性(好场区均匀度和面积相对大小) 和空间距离及永磁体的外形设计密切相关. 退磁场对永磁体外部磁场微观不均匀性有着复杂影响. 永磁体工艺如粉末颗粒、取向度、烧结凝固、机械加工等将影响永磁体外部磁场的不均匀性, 如磁化偏角、对称性、光滑性等. 关键词： 永磁体 外部磁场 不均匀性 退磁场     

Effects of the randomly distributed magnetic field on the phase diagrams of Ising nanowire I: Discrete distributions

The effect of the random magnetic field distribution on the phase diagrams and ground state magnetizations of Ising nanowire is investigated using effective field theory with correlations. Trimodal distribution has been chosen as a random magnetic field distribution. The variation of the phase diagrams with that distribution parameters has been obtained and some interesting results have been found such as reentrant behavior and first order transitions. Also for the trimodal distribution, ground state magnetizations for different distribution parameters have been determined which can be regarded as separate partially ordered phases of the system.     

合肥同步辐射光源波动器UD-1物理设计

 介绍了国家同步辐射实验室二期工程新建波动器UD-1的物理设计，给出了设计参数和主要技术要求。从储存环电子束流的要求和用户对光源的要求两方面分析了波动器磁场品质应满足的技术指标，给出UD 1的磁场一次积分值应小于2×10^-4T·m，二次积分值应小于2×10^-4T·m ²,相位误差应小于10°。     

The spectrometer for the GunLab experiment

The spectrometer for the GunLab experiment is described. This spectrometer incorporates a dipole magnet, a fluorescent screen, and a CCD camera and is designed to measure the momentum of electron beams in the range of 1–10 MeV/c with a resolution of 0.1%. If a transversely deflecting RF cavity is installed in front of the dipole magnet, one may investigate the longitudinal phase portrait of a beam. The spectrometer is distinctive in that a Hall sensor is placed in the magnetic field of the dipole magnet. This sensor allows one to accurately measure the magnetic field and, consequently, the momentum of an electron beam.     

25T超导磁体优化中线圈数量影响分析

20 T以上强磁场在高场科学工程中有着不可替代的作用. 电工研究所正在研制一个25 T全超导磁体系统, 包括15 T背景磁场和10 T高温超导内插磁体. 在磁体的设计和优化中, 线圈的数量和种类对于最终优化结果十分关键. 为了研究磁体数量和磁体相关参数的关系, 计算了20 组不同的线圈组合下磁体的优化结果. 优化中除了考虑必要的限制条件以外, 还采用了一种结合局部优化算法和全局优化算法的方法. 通过对比分析发现, 线圈数量和磁体造价之间, 存在一个“V”形的关系. 更进一步地, 本文分析了不同超导体在磁体中应该贡献的最佳磁场, 以及背景磁体统一供电给优化结果带来的影响.     

Electronic transport in single-molecule magnets on metallic surfaces

An electron transport is studied in the system that consists of a scanning tunneling microscopy, single-molecule magnet metal. Because of quantum tunneling of magnetization in a single-molecule magnet, linear response conductance exhibits stepwise behavior with increasing longitudinal field, and each step is maximized at a certain value of field sweeping speed. The conductance at each step oscillates as a function of the additional transverse magnetic field along the hard axis. A rigorous theory is presented that combines the exchange model with the Landau-Zener model.     

Relaxometry of insensitive nuclei: optimizing dissolution dynamic nuclear polarization

We report measurements of spin-lattice relaxation of carbon-13 as a function of the magnetic field ('relaxometry') in view of optimizing dissolution-DNP. The sample is temporarily lifted into the stray field above a high-resolution magnet using a simple and inexpensive 'shuttle'. The signals of arbitrary molecules can be observed at high field with high-resolution and sensitivity. During the dissolution process and subsequent 'voyage' from the polarizer to the NMR magnet, relaxation is accelerated by paramagnetic polarizing agents, but it can be quenched by using scavengers.