CRRFA-30L波段射频加速器

主要介绍CRRFA-30L波段射频加速器结构和性能,论述了热阴极射频腔注入器、束流加速系统、微波功率源和控制等结构中主要技术及其研究进展,给出了加速器输出束流参数测量与测量结果分析,达到设计应用要求。     

CRRFA-30L波段射频加速器

 主要介绍CRRFA-30L波段射频加速器结构和性能，论述了热阴极射频腔注入器、束流加速系统、微波功率源和控制等结构中主要技术及其研究进展，给出了加速器输出束流参数测量与测量结果分析，达到设计应用要求。     

光阴极注入器型能量回收射频加速器

 光阴极注入器型能量回收射频加速器（PERL）是新一代加速器，在高平均功率自由电子激光和下一代高亮度光源等研究中有很好的应用前景。分析了PERL的强流与高平均功率特性，对注入器输出束流品质的要求及光阴极注入器、超导加速腔等关键技术进行了研究，设计分析了一种特殊结构的高压DC Gun光阴极注入器，能有效地提高DC加速腔中的加速场强，当高压为1MV和加速场达到10MV/m时，产生的电子束流能够基本满足PERL应用要求。同一超导加速段中的束流加速和能量回收的数值模拟计算结果表明，能获得高效率电子束流能量回收效果。     

光阴极注入器型能量回收射频加速器

光阴极注入器型能量回收射频加速器（PERL）是新一代加速器,在高平均功率自由电子激光和下一代高亮度光源等研究中有很好的应用前景。分析了PERL的强流与高平均功率特性,对注入器输出束流品质的要求及光阴极注入器、超导加速腔等关键技术进行了研究,设计分析了一种特殊结构的高压DC Gun光阴极注入器,能有效地提高DC加速腔中的加速场强,当高压为1MV和加速场达到10MV/m时,产生的电子束流能够基本满足PERL应用要求。同一超导加速段中的束流加速和能量回收的数值模拟计算结果表明,能获得高效率电子束流能量回收效果。     

L波段射频加速器电子束微脉冲诊断

 利用切伦柯夫辐射的瞬时发光机理,把相对论电子束打在熔石英靶片上转化为可见光,再用皮秒扫描相机进行测量,就可得到射频直线加速器皮秒电子束微脉冲的峰值电流及微脉冲束团。采用该方法,对L波段射频直线加速器的电子束微脉冲宽度和束团结构进行了诊断。由此构建了一套加速器电子束微脉冲的在线测量系统,该系统对调整加速器工作状态、提高束流品质使之适应自由电子激光要求起到了重要作用。     

750 keV射频四极注入器射频结构的优化

 设计了750 keV,201.25 MHz的RFQ注入器的射频结构,对四杆型RFQ结构进行了简要的理论分析,在束流动力学设计的基础上,对射频结构进行了优化。研究了四杆型RFQ结构中支撑板高度、宽度、厚度、间距、形状、外腔体半径等因素对射频特性的影响,进行了优化设计并给出了主要的结构参数及射频特性的设计结果。优化设计得到的四杆型RFQ腔体长度126 cm,在极间电压80 kV时,峰值功率损耗为115.95 kW,二极场因子为1.004,电场沿轴向分布比较均匀,偏差小于3.5%,满足了物理需求。     

高梯度电子直线加速器

由于实验高能物理对于高能加速器的需要,希望建造能量为Tev数量级的电子、正电子直线对撞机,为此需要建造能量为Tev数量级、加速梯度为100MV/m的电子直线加速器。本文对于这种高梯度电子直线加速器的工作频率和加速结构的选取、新的微波功率源、脉冲功率压缩系统和双束加速器等有关问题作了综合性的介绍。     

用于高平均功率FEL的DC-SC光阴极注入器

 为获得用于高平均功率自由电子激光（FEL）的高平均流强电子束，设计了一种新型的DC-SC光阴极注入器。该注入器由皮尔斯直流引出结构、1+1/2超导腔和同轴功率耦合系统组成，可以提供高品质、CW模式或高占空比的电子束。对DC-SC光阴极注入器进行了优化设计和束流动力学研究。模拟和优化结果表明DC-SC光阴极注入器完全可以用于高平均功率自由电子激光。模型腔实验验证了理论模拟的可靠性。     

用于高平均功率FEL的DC-SC光阴极注入器

为获得用于高平均功率自由电子激光（FEL）的高平均流强电子束,设计了一种新型的DC-SC光阴极注入器。该注入器由皮尔斯直流引出结构、1+1/2超导腔和同轴功率耦合系统组成,可以提供高品质、CW模式或高占空比的电子束。对DC-SC光阴极注入器进行了优化设计和束流动力学研究。模拟和优化结果表明DC-SC光阴极注入器完全可以用于高平均功率自由电子激光。模型腔实验验证了理论模拟的可靠性。     

双束加速器

本文介绍了在TeV能量区域电子一正电子直线对撞机的进展和双束加速器研究的概况。着重介绍以自由电子激光作微波功率源和用激励加速器作微波功率源的二种双束加速器。     

二极管侧泵浦高效率连续波10W单横模激光器

对二极管激光器侧泵浦Nd：YAG板条连续波激光器进行了优化设计,用光线追迹的方法计算增益介质内的增益分布,优化增益介质的大小,通过谐振腔的设计,使泵浦体积与激光的TEM00模的模体积匹配; 建立了高效可靠的连续波Nd：YAG激光器,用40W的线阵激光器作泵浦源,单横模输出功率达11.8W,光-光效率近30%,激光功率起伏小于1.2%。     

二极管激光侧泵浦单横模100Hz电光调Q激光器

介绍了二极管激光侧泵浦单横模１００Ｈｚ电光调Ｑ激光器的实验结果。泵浦源为一个线阵准连续１００Ｗ二极管激光器，激光工作介质为ＮｄＹＡＧ薄梯形板条，板条与泵浦源间用柱透镜耦合，ＫＤ＊Ｐ电光晶体调Ｑ。在１００Ｈｚ重复频率下，获得单脉冲能量２．３７ｍＪ，脉宽小于７ｎｓ，光束质量因子Ｍ２＝１．１的１．０６μｍ激光，光－光效率为８．５％，斜效率为１８．７％。     

输出功率5.2 W的全固态连续单横模671 nm红光激光器

设计了全固态连续单横模671 nm红光激光器.利用880 nm LD双端端面泵浦Nd:YVO4复合晶体,实现了均匀泵浦并改善了激光晶体热效应;考虑到影响倍频转化效率的各种因素,优化设计了Z字形四镜激光谐振腔,采用I类临界相位匹配晶体LBO作为腔内倍频晶体;当泵浦功率为42.5W时,获得了5.2W的连续单横模671 nm红光输出,光-光转化效率达到12.2％,激光器长期功率稳定性优于±2.5％(1 h).     

Laser Diode Pumping High-stability 1047 nm TEM00 Mode CW Nd:YLiF4 Laser

A laser diode (LD) pumping high-stability 1047 nm TEM00 mode Nd: YLiF4 (Nd: YLF) continuous wave (CW) laser is reported in this letter. The laser output power of 5.83 W with optical to optical effidency of 27% and slope efficiency of 30% has been achieved The instability of output power is 0.36% and spike caused by relaxation oscillation has not been observed in the laser beam. The transverse cross section of laser beam is an ellipse, the diameters of laser beam at output mirror in both directions are 0.97 mm and 1.07 mm, respectively. The divergent angles are 0. 936 mrad and 0. 774 mrad, and the values of M2 are 1.37 and 1.24, respectively. The polarization degree of laser beam is better than 237:1.     

LD侧泵浦Nd：YAG板条双程功率放大器初步研究

对二极管激光侧泵浦Nd：YAG板条双程功率放大器进行了初步的研究,给出了激光器的数值模拟结果,建立了二极管侧面泵浦Nd:YAG板条激光主振荡-多程放大(MOPA)系统;在100Hz重复频率时,实验获得单脉冲能量为51.9mJ的输出,光束质量M2小于2,脉冲能量起伏小于2%, 实验结果与数值计算结果相符合。     

33 W quasi-continuous-wave narrow-band sodium D_(2a) laser by sum-frequency generation in LBO

We demonstrate an all-solid quasi-continuous-wave （QCW） narrow-band source tunable to sodium D2a line at 589.159 nm. The source is based on sum-frequency mixing between lasers at 1064 nm and 1319 nm in a LBO crystal. The 1064 nm and 1319 nm lasers are produced from two diode side-pumped Nd：YAG master oscillator power amplifier （MOPA） laser systems, respectively. A 33 W output of 589 nm laser is obtained with beam quality factor M^2 = 1.25, frequency stability better than ±0.2 GHz and linewidth less than 0.44 GHz. A prototype 589 nm laser system is assembled, and a sodium laser guided star has been successfully observed in the field test.     

CW mode locked Nd:YVO4 laser pumped by 20-W laser diode bar

The efficient cw mode locking (cw-ML) regime was demonstrated in Nd:YVO₄ laser by means of saturable absorber mirror (SAM). The 0.3-at.% Nd³⁺ doped 10-mm-long YVO₄ crystal end pumped by 20-W diode module with a beam shaper was applied as a gain medium located in the close vicinity to the rear flat mirror of the first arm of Z-type resonator of 316 cm total length with two curved mirrors of 100-cm curvature radii. The SAM of 2%-saturable absorptance and saturation fluence of 50 μJ/cm² was mounted at the opposite end of a resonator. The developed “dynamically stable” cavity design mitigates detrimental role of thermal aberration in gain medium, enforcing clean perfect mode locking even for the highest pump densities. The cw-ML pulses with 47.5 MHz repetition rate and pulse durations in the range of 15–20 ps were observed for a wide range of pump powers and output coupler losses. In the best case, for 32% of output coupler transmission, up to 6.2 W of average power with near 35% slope efficiency was achieved. The thresholds for Q-switched ML, cw-ML regimes were 2.67 W and 6.13 W of pump power, respectively. For the maximum pump power of 20 W we obtained 133 nJ of pulse energy with 16-ps pulse duration, resulting in a peak power higher than 8 kW. The threshold energy density at SAM giving the QML regime was estimated to be about 30 μJ/cm², threshold of cw-ML regime was 220 μJ/cm².     

100W二极管泵浦Nd:YAG薄片激光器

报道了一台高效率二极管泵浦Nd:YAG薄片激光器,采用高效均匀泵浦耦合技术,在峰值功率1.008kW,占空比25％, 电-光效率大于45%的二极管激光阵列泵浦下,用一块1mm厚的Nd:YAG薄片激光介质,获得了峰值功率404W,平均功率101W的准连续激光输出,光-光效率达到40%,电-光效率超过18%。     

单模,单频连续1.3188μmNd：YAG激光器

报道了单模、单频连续１．３１８８μｍＮｄ：ＹＡＧ激光器的研制，测量了激光输出的方向性，稳定性，激光光谱及输出功率，对实验结果进行了理论分析。     

连续波环形染料激光器的单向运转特性

本文讨论了连续波环形染料激光器的单向运转特性。采用改进的Ganiel速率方程模型,分析了在单向运转条件下泵浦光通量、染料分子密度等参量对激光光通量、激发单重态粒子集居数密度以及增益的影响;揭示了在连续波环形染料激光器中单向运转条件下存在粒子集居数密度的非对称性、激光光通量与激活介质内空间位置的相关性和增益峰值波长的扫描现象。本文给出了数值计算结果。