在BEPC上建造γ束线站的分析

考虑电子的反冲并利用康普顿散射,研究了激光同步辐射光源(LSS)辐射的光子波长、光子能量。结果表明,对于不同的γ,LSS辐射的光子波长和能量有不同的近似公式。当γ<<λ1/4λe时,LSS辐射的光子波长λ2≈λ1/4γ2,能量(εc2≈4γ2εc1;当γ>>λ1/4λe时,LSS辐射的光子波长λ2≈λe/γ,能量cε2≈m0γc2;结果表明,LSS辐射的条件是种子激光的波长λ1大于电子的物质波波长λm;LSS辐射的极值波长是λ2m ax=h/m0γv,极值能量是cε2m ax=βeε;本文后半部分提出了利用北京正负电子对撞机的强流高亮度电子束与激光的康普顿背散射产生单色γ射线的建议。     

利用康普顿散射实现太赫兹皮秒脉冲的分析

 研究了利用微波与电子束团的康普顿散射实现太赫兹的方法、光子产额和辐射功率。推导出了单个电子产生的太赫兹的光子产额和辐射功率表达式,也推导出了电子束团产生的太赫兹的光子总产额和辐射总功率表达式。结果发现：利用微波与电子束团发生康普顿垂直散射,可以产生太赫兹皮秒脉冲;单个电子产生的太赫兹光子产额与微波功率、微波波长成正比,与微波束截面积成反比;单个电子产生的太赫兹辐射功率与微波功率、电子Lorentz因子的平方成正比,与微波束截面积成反比;电子束团产生的太赫兹光子总产额与微波功率的平方、微波波长的平方成正比,与微波束截面积的平方成反比;电子束团产生的太赫兹辐射总功率与微波功率的平方、微波波长以及电子Lorentz因子的平方成正比,与微波束截面积的平方成反比。     

激光同步辐射光源的辐射条件

激光同步辐射光源是一种新型的X射线光源，它利用高强度激光与相对论电子束发生康普顿散射，从而在电子的运动方向上辐射出X射线．本文在考虑电子的反冲基础上，利用康普顿散射研究了激光同步辐射光源（LSS）辐射光子的精确波长和能量；同时发现，对于背散射情况，只有当种子激光的波长λ1大于电子的物质波波长λm时才能发生LSS辐射；最后给出LSS辐射的极值波长λ2max=h/（m0γv）和极值能量εc2max=βε3.     

相对论粒子的散射与低速粒子的散射

研究了相对论粒子间散射的规律,推导了相对论粒子间散射的洛伦兹因子公式.结果发现:如果两个粒子的静止质量相同,则粒子在高速时的碰撞规律和低速时的碰撞规律相同,即两个正碰粒子互换速度;如果两个粒子的静止质量不同,则粒子在高速时的碰撞规律和低速时的碰撞规律不同,高速正碰时重粒子将损失大部分能量,轻粒子的速度将接近光速,而不等于重粒子速度的2倍.     

Smith-Purcell free electron laser based on the semi-elliptical resonator

A novel Smith-Purcell(S-P) free electron laser composed of an electron gun,a semi-elliptical resonator,a metallic reflecting grating and a collector,is presented for the first time.This paper studies the characteristics of this device by theoretical analysis and particle-in-cell simulation method.Results indicate that tunable coherent S-P radiation with a high output peak power at millimeter wavelengths can be generated by adjusting the length of the grating period,or adjusting the voltage of the electron beam.The present scheme has the following advantages:the semi-elliptical resonator can reflect all radiation with the emission angle θ and random azimuthal angles,back onto the electron beam with same-phase and causes the electrons to be modulated,so the output power and efficiency are improved.     

基于椭圆超腔的高亮度激光同步辐射分析

提出了一种椭圆超腔,计算了椭圆超腔焦点处的光强,讨论了基于椭圆超腔技术的激光同步辐射的光子产额和辐射功率.结果发现:当椭圆超腔镜壁的反射率为99·99%时,椭圆超腔焦点处的光强可以达到入射光强I0的5000倍;利用3·5GeV电子束与在椭圆超腔焦点处的激光束垂直散射可以获得能量10·975MeV的高亮度γ射线,其光子产额和辐射功率将比电子束与单束激光垂直散射时产生的光子产额和辐射功率高2·5×107倍.     

基于史密斯-帕赛尔效应的太赫兹振荡器的原理与特性分析

提出了一种基于史密斯-帕赛尔效应的太赫兹振荡器,该器件由电子枪、调制腔、输出腔、收集极等部分构成。在器件调制腔中,电子注的速度调制通过史密斯-帕赛尔效应完成的,当群聚电子注通过输出腔时,群聚电子注会在输出腔的间隙处激励起高频电场,该高频电场会使电子注的一部分动能转换为高频能量,并完成太赫兹振荡.模拟发现:当金属光栅的空间周期为0.6mm、电子注能量为100keV时,利用史密斯-帕赛尔效应调制的太赫兹振荡器可以输出频率为349.017GHz和346.324GHz、功率谱密度接近4kW/GHz、最大输出峰值功率超过2kW的太赫兹波.     

Fen/Crn超晶格磁性和电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函原理的全势线性缀加平面波方法(FLAPW),计算了超晶格Fen/Crn(n=1,3,5)的电子结构和磁性,结果表明铁磁耦合状态是基态,铁层的磁矩由于铬层的加入而有一些变化,铁层的磁矩随着n的增大而逐渐增强.铬层的磁矩的方向是正负相间变化的,相邻的铁层和铬层之间是反铁磁性耦合的,铁原子的d轨道和铬原子的d轨道在费米能附近有中等程度的杂化.