曙光一号自由电子激光器(FEL)电子束发射度的分析

对曙光一号自由电子激光装置电子束发射度的测量值进行了深入的分析。严格地计算了不同发射度的束流在摇摆器内的传输,计算了发射度对激光功率的影响。由此得出,曙光一号自由电子激光器可以省去9米长的束流选择段。     

曙光一号自由电子激光实验

叙述了曙光一号装置（ＳＧ－１ＦＥＬ）继１９９１年首轮实验后安排的第二轮实验，由于注入器设计和新的天鹅绒阴极材料的使用，使电子束亮度有较大提高，在数值模拟基础上，省去了长９ｍ的束流调制区，而改用２ｍ束流传输段。实验表明，自发辐射放大（ＡＳＥ）的输出功率接近１００ｋＷ，指数增益系数约２０ｄＢ／ｍ，在相互作用区自由电子激光功率呈良好的指数增长；磁场失谐曲线与数值模拟基本一致，摇摆器内通过的电流基本保持在６００Ａ左右，从而验证了双向聚焦的摇摆器设计达到了预期目标。     

电子束泵浦KrF激光放大器增益与吸收的测量

为研制百焦耳级ＫｒＦ激光放大器，发展ＭＯＰＡ系统，我们用自探测法在百焦耳级电子束泵浦ＫｒＦ激光装置上进行了激光放大器的增益与吸收的测量。泵浦率约为０．６７ＭＷ／ｃｍ￣２，激光介质为８９．６％Ａｒ：１０％Ｋｒ：０．４％Ｆ＿２的混合气体，总气压０．２５ＭＰａ，实验测得激光放大器的小信号增益系数ｇ＿０＝６．６％ｃｍ￣（－１）、非饱和吸收系数α＿ｎ＝０．９３％ｃｍ￣（－１）、饱和光强Ｉ＿ｓ＝２．５ＭＷ／ｃｍ￣２。     

电子束泵浦KrF激光放大器增益与吸收的测量

为研制百焦耳级ＫｒＦ激光放大器，发展ＭＯＰＡ系统，我们用自探测法在百焦耳级电子束泵浦ＫｒＦ激光装置上进行了激光放大器的增益与吸收的测量。泵浦率约为０．６７ＭＷ／ｃｍ￣２，激光介质为８９．６％Ａｒ：１０％Ｋｒ：０．４％Ｆ＿２的混合气体，总气压０．２５ＭＰａ，实验测得激光放大器的小信号增益系数ｇ＿０＝６．６％ｃｍ￣（－１）、非饱和吸收系数α＿ｎ＝０．９３％ｃｍ￣（－１）、饱和光强Ｉ＿ｓ＝２．５ＭＷ／ｃｍ￣２。     

SG－1 FEL放大器实验初步分析

在摇摆场０．２６Ｔ，电子束能量３．３±０．１５ＭｅＶ，束流约６００Ａ时，ＳＧ－１ＦＥＬ常参数放大器实验最大功率约１０ＭＷ，指数增益约１９ｄＢ／ｍ。对实验进行了初步的分析讨论，并就实验时４ｍ长摇摆器功率未呈饱和、指数增益区右移现象与下一轮实验的改进提出了意见。     

曙光一号自由电子激光器束调节研究

简单介绍了曙光一号自由电子激光器实验布局．着重就束调节方案进行了数值模拟和实验研究，给出了束流调试结果,并进行了分析；当进入摇摆器的束流为950A，摇摆器磁场为0.31T，在摇摆器长度为2．4m的位置,获得了50MW的饱和功率，经变参数实验后输出功率提高到140MW．     

曙光一号自由电子激光强流电子束的数值模拟

根据曙光一号自由电子激光实验的需要，将国外二维ＥＢＱ程序发展为三维强流束数值模拟程序（ＣＥＢＱ）。ＣＥＢＱ既能计算轴对称问题，还能计算磁四极子、束流偏轴和斜入射等三维问题。对强流束的自生电磁场效应，与ＥＢＱ程序一样，只考虑线性近似而略去了高阶项。使用ＣＥＢＱ程序对曙光一号装置进行了计算，对摇摆器入口处的椭圆形挡板进行了论证。数值结果表明，椭圆形档板对提高束流品质，有效地产生自由电子激光是必要的。这一结果和第二轮曙光一号实验的测量结果基本一致。     

远红外自由电子激光装置束流传输线的设计与整体数值模拟

提出了ＣＡＥＰ（中国工程物理研究院）远红外自由电子激光装置束流传输线的设计，给出了各元件的设计参数，并进行了束流传输整体数值模拟，最后得到摇摆器入口处电子束团的主要参数：能量２ＭｅＶ，峰值电流１７Ａ，脉冲宽度１４ｐｓ（ＦＷＨＭ），束归一化发时度１４πｍｍ·ｍｒａｄ（水平）和５πｍｍ·ｍｒａｄ（垂直），束团整体能散度１．２７％，束归一化亮度５×１０￣（１０）Ａ／ｍ￣２·ｒａｄ￣２。整体数值模拟结果表明：电子束品质完全满足摇摆器的要求。     

铁电体阴极的发射性能

研究了不同铁电体阴极样品的发射行为表明在同样激励条件下，不同材料的铁电样品发射电流密度有显著差别，在集电极接地情况下，ＰＬＺＴ２／９５／５陶瓷测得的最大发射电流密度为３５Ａ／ｃｍ＿２，透明的ＬｉＮｂＯ＿３单晶为３８Ａ／ｃｍ＿２。样品的击穿阈值是极化难以达到完全翻转的主要障碍。分析了阴极表面金属栅的存在对铁电体发射的不利影响，“Ｅ⊥Ｐ”激励模式是克服这些困难的一个新途径。对两种最近试制的材料作了发射试验，观测到的最大发射电流密度超过了１００Ａ／ｃｍ￣２，估算该发射束的归一化均方根发射度为１０￣（－６）ｍ·ｒａｄ和归一化峰值亮度为１０￣（１２）Ａ／ｍ￣２·ｒａｄ￣２量级。     

3.3MeV直线感应加速器性能改进

主要介绍曙光一号（ＳＧ－１）自出电子激光器中３．３ＭｅＶ直线感应加速器的系统改进及实验结果，改进后系统的稳定性、同步性和可靠性以及束品质都有很大改善，进入摇摆器的束流比改进之前提高了数十倍，并获得了大于１０ＭＷ的放大自由电子激光输出功率。     

高亮度虚火花电子束发射度的测量

介绍了对一台脉冲线加速器驱动虚火花放电装置产的电子束发射度的测量工作。在十隙虚火花放电室中育以１５Ｐａ的氮气，产生能量为约２００ｋｅＶ，束流２０００Ａ，直径为１ｍｍ和高亮度电子束。在距阳极５ｃｍ处测得电子束的均方根发射度εｒｍｓ≈４８ｍｍ．ｍｒａｄ，规一化发射率εｎ≈４７ｍｍ．ｍｒａｄ。     

分流环型绝热过渡区双绕螺旋线Wiggler束流传输实验

束流传输实验结果表明，分流环型过渡区双绕螺旋线圆极化Ｗｉｇｇｌｅｒ的端口区磁场，具有良好对称性，能基本保证磁场强度由零绝热过渡到均匀区，没有磁场畸变，因而对电子束流的能散度影响小，端口束流损失少。当入口端γ＝２的５００Ａ束流时，有约３５０Ａ束流传输到均匀区，而在相同条件下，喇叭口型绝热过渡区Ｗｉｇｇｌｅｒ只有１２０Ａ的束流传输到３４ｃｍ处的均匀区。分流环型变磁场技术可用于双绕螺旋线Ｗｉｇｇｌｅｒ变参自由电子激光。     

用能带理论计算清洁Ag（111）,Ag（110）和Ag（001）表面的弛豫

用一维能带理论计算了清洁Ａｇ（１１１），Ａｇ（１１０）和Ａｇ（００１）表面的弛豫。计算结果显示出，当ｄ１＝２．６４０（膨胀４．２％）和ｄ２＝２．９２０（膨胀２３．８％）〔对ｎｇ（１１１）〕；ｄ１＝１．３７５±０．００８（收缩４．８％±０．００８）［对Ａｇ（１１０）」；ｄ１＝２．０４８±０．００５（膨胀０．２４％±０．００５）［对Ａｇ（００１）〕时，理论计算的ＬＥＥＤ谱与实验非常一致。     

S波段1＋腔热阴极微波电子枪研究

叙述了１＋腔热阴极微波电子枪设计、制造与调试的情况。该枪已于１９９２年１２月调试出束，经过一年多的调试运行，测量了电子束的发射度和能谱，得到了满意的结果。当输入功率约１．１ＭＷ时，输出电子束最大能量１ＭｅＶ，平均电子能量０．６ＭｅＶ，宏脉冲电流１Ａ，宏脉冲宽度约２μａ，重复频率５０Ｈｚ，微波工作频率２９９７．７５ＭＨｚ，束流归一化发射度ε_ｎ≈５πｍｍ·ｍｒａｄ。     

曙光一号自由电子激光装置的设计研究

曙光一号自由电子激光装置(SG-1 FEL)是一台高功率毫米波段自由电子激光放大器,它由3.5MeV直线感应加速器、电子束调制系统、变参数摇摆器和微波种子源等部件组成。本文扼要叙述了SG-1 FEL的物理设计和主要技术参数,并重点分析了各主要部件的实验研究、计算模拟,以及物理设计和结构的特点。     

热学一题（二）

热学一题（二）一热水瓶胆可近似看作内半径Ｒ＿１＝５．０ｃｍ和外半径Ｒ＿２＝５．８ｃｍ、高度Ｌ＝２７ｃｍ的共轴圆简体（为简化计，忽略瓶塞等部分的散热），瓶内贮有２ｋｇ温度为１００℃的开水，瓶外空气温度为２０℃，若瓶胆内外壁间空气压强为０．１３３Ｐａ（１...     

高J＿cTl系2223相银包套带材的磁通钉扎和耗散

测量了Ｔｌ系２２２３相银包套超导带（Ｊ＿ｃ＝１．５×１０￣４Ａ＊ｃｍ￣（－２），７７Ｋ，０Ｔ）在０－０．８Ｔ磁场下电阻转变展宽，实验结果引用热激活磁通蠕动模型加以解释。磁场平行于带面（Ｈａｂ面）和磁场垂直于带面（ＨＪ⊥ａｂ面）两种情况下，激活能与磁场之间满足幂指数关系：Ｕ＿（０）＝０．２１，其中Ｈ的单位为ｋＧ。对Ｈａｂ面，ＨＩ时出现的与宏观洛仑兹力无关的耗散进行了讨论。     

喇曼自由电子激光振荡器

本文报道喇曼自由电子激光振荡器的研究结果。脉冲加速器电子束能量０．４ＭｅＶ，束流８００Ａ。采用满足布喇格条件的分布反馈谐振腔，取代传统的激光器反射镜。理论上进行了分析和设计，采用正弦形波结构选择振荡模式。喇曼自由电子激光振荡器实验表明，输出光谱显著变窄。频率分布半高宽度，超辐射下范围为７．５ｍｍ～９．２ｍｍ，分布腔下范围为８．６ｍｍ～８．９ｍｍ。     

变力的两种平均力

在物理过程中,常遇到变力作用的过程,涉及到平均力及有关问题计算．如：ＦΔｔ＝ｍｖ－ｍｖ０．及Ｆｓ＝Ｗ中平均力Ｆ是否为同一概念,下面从一道题的解答谈起：ＯＭＡ如图所示：弹簧振子在水平方向上作简谐振动,小球的质量为０．２５ｋｇ,弹簧的劲度系数为１００Ｎ／ｍ,振幅为０．２ｍ．求：①小球在平衡位置速度大小;②从最大位移到平衡位置弹力对小球做的功（忽略摩擦及弹簧质量）．解法１,从最大位移到平衡位置弹力对小球做的功Ｗ＝Ｆｓ＝１２ｋＡ·Ａ＝１２×１００×（０．２）２＝２Ｊ由动能定理Ｗ＝１２ｍｖ２ｖ＝２Ｗｍ＝…     

分子轨道法（PPP—CI）计算芳烃化合物的荧光光谱及激发态结构

应用分子轨道法（ＰＰＰ－ＣＩ）计算了２５种芳烃化合物的基太和第一激发单重态的π电荷分布，偶极矩，键级，以及各分子轨道的能级分布的变化。计算得到的分子吸收光谱波长与实验值非常一致。发现计算得到的荧光辐射能△Ｅｆｌ与荧光光谱波数νｆｌ；计算得到的分子激发过程中的平均键级变化△Ｐ与荧光量子产率△存在如下关系：νｆＬ＝７．０５６０△ＥｆＬ＋２３．３８２０（Ｋｃｍ＾－＾１）ｒ＝０．９８８１ ｌｎФ＝－０．８