Geometric Phase Based Circular Array for Multimode Vortex Beam Generation

A geometric phase model for electromagnetic radiating elements is proposed. By rotation of the radiating element, a frequency‐independent geometric phase occurs for circularly polarized components of radiation field along every direction in far field. In addition, the geometric phase is equal to the rotation angle for a circularly polarized source, which enables phase modulation ranging from 0 to 2π. In contrast, the Pancharatnam–Berry phase for circular polarization conversion components brought by optical element rotation is twice the rotation angle and is applicable only for the scattering waves propagating along the rotation axis. As a proof of principle, an antenna array is designed and fabricated in microwave regime to verify the phase modulation approach. Both the calculated and measured results verify that three different orbital angular momentum modes are generated simultaneously at 8.5 GHz and 11.5 GHz.     

一种用于动态过程测量的实时偏振相移方法

利用一种特殊的相位龙基光栅和偏振相移技术,可同时获得四幅具有不同相移的干涉图,由此可计算出被测物体的全场相位分布,从而实现对支态过程相位的测量。将该方法应用于马赫－曾德尔干涉系统的散斑干涉系统,分别测量了液体的折射率变化和固体的离面位移,给出了实验结果。     

高灵敏度等时性回旋加速器束流相位测量系统

介绍了兰州重离子加速器（HIRFL）束流相位测量装置。该装置的研制基于双平衡混频原理，利用了高频信号混频滤波技术，具有较高的测量灵敏度。通过安装在加速器中的容性感应探针探测等时性回旋加速器束流相位历程，对于调束中获取等时场信息并对磁场进行优化,从而提高引出束流强度和束流品质是非常重要的。该装置通过等时场相位优化实验，检验了相位测量数据的可靠性，测量精度达到±0.5°。     

神龙一号电子束束参数测量系统猝发式的精确触发方式研究

为了准确了解电子束随时间变化的性能, 在神龙一号直线感应加速器上进行电子束束参数测量时要求测量系统精确地同步于电子束的产生和输运. 其功率系统开关放电波形后沿幅度高达250kV, 下降时间约20ns, 并且从该下降沿到电子束打靶的时间有145ns, 抖动1—2ns, 非常稳定; 如果以陡峭的后沿作为测量时间基准, 则可以获得与其抖动相同量级的同步精度. 因此通过对其波形的下降沿进行微分来获取测量系统的触发信号, 选择合适的微分参数可以得到对应于下降沿 约ns级精度的测量时间基准, 通过采用光纤驱动电路完全消除了高压开关对低压测量系统的干扰, 保证测量系统正常工作. 该方法消除了传统触发方式因延时长、精度低、抖动大等对确定测量时间基准的不利影响, 满足了使用高速测量设备准确获取电子束不同时刻的束参数波形的精确触发要求.     

Optical Angle Barcodes Enabled by a Pixelated Metasurface for Absolute Micro-Angle Measurement

Efficient and ultra-sensitive measurements of micro-angle are critical technological requirements in various fields. Traditional measurement approaches have disadvantages in terms of accuracy and system complexity. Here, a micro-angle measurement scheme based on the pixelated metasurface is reported. By utilizing the interaction between a C-band optical frequency comb (OFC) laser source and the plasmonic metasurface, precise angle encoding is achieved, enabling each meta-pixel within the pixelated metasurface to exhibit ultra-sensitive responses to angular changes. Experimental results demonstrate a resolution as low as 2.8 μrad for angle sensing. Furthermore, by controlling the dimensions of the meta-atom structural dimensions and designing specific combinations of meta-pixels, the unique angle response of individual pixels is manipulated, effectively creating an angle barcode. This technique allows for highly efficient acquisition of angle information, and based on this, it demonstrates absolute angle measurement with an average error at 7 μrad. The robustness and stability of the proposed scheme is also evaluated.     

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。     

Multislit-Based Emittance Measurement of Electron Beam from a Photocathode Radio-Frequency Gun

Measurement of emittance for a space-charge dominated electron beam from a photocathode rf gun is performed by employing the multislit-based method at Accelerator Laboratory of Tsinghua University. We present the design considerations on the multislit system and the experimental results, with special attention to the study of space charge induced emittance growth. The experimental results are in reasonable agreement with the PARMELA simulations.     

光刻机投影物镜的像差原位检测新技术

提出了一种新的光刻机投影物镜像差原位检测(AMF)技术。详细分析了该技术利用特殊测试标记检测投影物镜球差、像散、彗差的基本原理,论述了该技术利用对准位置坐标计算像差引起的成像位置偏移量的方法。实验结果表明AMF技术可实现球差、彗差、像散等像差参量的精确测量。AMF技术考虑了光刻胶等工艺因素对像差引起的成像位置偏移量的影响,有效避免了目前基于硅片曝光方式的彗差原位检测技术对离焦量、像面倾斜等像质参量限制的依赖。     

Beam Recombination Characteristics in Array Laser Amplification Using Stimulated Brillouin Scattering Phase Conjugation

Beam recombination characteristics were numerically investigated in array laser amplification using stimulated Brillouin scattering phase conjugation. To clarify the effect of piston errors due to imperfect phase locking, spatial intensity profiles of the beam recombination output were calculated in both the near and the far field on the basis of Rayleigh-Sommerfeld diffraction theory. The analyses indicate that piston errors are seriously detrimental to the quality of a beam recombination output and should be eliminated by a proper phase locking. It is also found that the gap between the beam splitting-combining wedges has a negligible effect.Presented at 1996 International Workshop on Interferometry (IWI ‘96), August 27-29, Saitama, Japan.     

康普顿背散射技术对贮存环电子束诊断及其应用——I电子束能量的精确测量及光学标准实验站

简单叙述了采用康普顿背散射技术精确测量电子束能量的技术,并指出建立辐射标准实验站对精确电子束能量测量的需求. The technique to measure the electron beam energy accurately with Compton backscattering technique is introduced and requirements for the experimental stations of radiometry are also described in the paper.     

康普顿背散射技术对贮存环电子束诊断及其应用——I电子束能量的精确测量及光学标准实验站

简单叙述了采用康普顿背散射技术精确测量电子束能量的技术,并指出建立辐射标准实验站对精确电子束能量测量的需求. The technique to measure the electron beam energy accurately with Compton backscattering technique is introduced and requirements for the experimental stations of radiometry are also described in the paper.     

具有时间分辨能力的高能强流电子束光学渡越辐射测量系统

光学渡越辐射作为高能强流电子束束流参数测量的一种方式, 具有时间响应快、分辨率高等特点, 可以测量电子束的束剖面、发散角、能量等多个参数；通过电子束束参数的时间分辨测量则能够了解电子束产生、运输中的问题, 非常有利于加速器的研究与调试. 一种具有时间分辨能力的、利用光学渡越辐射进行高能强流电子束参数测量的系统被建立起来, 并应用到了18.5MeV, 2.5kA, 90ns的实际的电子束束参数的在线测量中, 具有以10ns的时间间隔和3ns的曝光时间来获得90ns内相应的时间分辨的束发射度的变化值的能力, 为加速器的研究提供了又一个强有力的测试手段. 该系统具有的时间分辨能力最高到达10ns, 一次可以拍摄到8幅图像, 最小的曝光时间为3ns, 图像分辨率为1376×1035, 幅面可以达到φ80mm以上.     

脉冲电子束荧光技术测量稀薄流场速度研究

脉冲电子束荧光测速技术是一种直接测量稀薄流场速度的非接触手段,以Φ0.3 m高超声速低密度风洞Ma=12型面喷管为对象,在总压2 MPa、总温650 K的状态下,测量了喷管出口150 mm截面的径向速度分布,各点的7次测量结果表明重复性偏差约为10％,最大相对不确定度为4％,中心位置的速度与Pitot管测压技术、Ray...     

二元位相校正技术在相控列阵光学系统中的应用

提出一种使用二元光学器件实现位相校正的新方法。在子孔径拼接的相控列阵光学系统中，采用二元光学器件二元位相校正板对子孔径拼接后产生的残留波像差进行校正，既达到位相校正技术要求，又大大简化系统结构并减小了系统的尺寸和重量。所制作的二元器件具有８个台阶，套刻精度达到２μｍ，并使残留波像差降为原来的一半。     

基于高速像机阵列的起飞着陆段航迹测量技术

针对GPS采样频率低、动态精度差的问题,为了在飞机起降性能测试课题中获取更高频率、更高精度的位置、速度等参数信息,利用高速像机阵列对飞机的起飞着陆运动过程进行接力拍摄,通过对各站点高速像机拍摄到的图像序列分析处理,利用数字图像处理技术、近景数字摄影测量三维直接线性变换(DLT)等算法,解算出了飞机的位置及速度数据。该方法对其他类似飞行物的轨迹测量具有指导意义。     

用于静态和动态平面内位移测量的剪切束电子斑纹图干涉术的相移和载波技术

报道了一种新颖的用于平面内位移测量的相移和载波技术。在剪切束电子斑纹图干涉度量术中，照明光束由棱镜分为两个波前，棱镜的侧面移动将引入相移。在棱镜后加一小角光楔，则光楔的转动产生载波条纹。棱镜或光楔的转动可由机械或电学机构精密控制。形变信息由数字图像处理算法，相位迭代和傅里叶变换法给出。文中介绍了理论及其实验演示的结果     

电光采样(EOS)法测量超短电子束束团长度中的模拟计算与误差分析

随着高能物理的发展, 高能量正负电子对撞机, X射线自由电子激光器, 先进的同步光源等, 都需要产生高流强超短脉冲的相对论电子束团. 于是, 亚皮秒电子束束团诊断成为加速器物理新发展的关键技术, 电子束长度的监测是其中的一部分. 电光采样(EOS)法测量超短电子束团长度有非侵入、非破坏、实时测量的特点, 具有较好的应用前景. 本文介绍该方法的原理, 通过模拟计算分析电子束束团与探测光间距、电子束电场与电光晶体晶轴夹角、探测光偏振方向与电光晶体晶轴夹角等实验参数与束团长度测量的关系, 做系统误差分析, 对实际实验有指导意义.     

电光采样(EOS)法测量超短电子束束团长度中的模拟计算与误差分析

随着高能物理的发?高能量正负电子对撞机,射线自由电子激光器,先进的同步光源等,都需要产生高流强超短脉冲的相对论电子束团.于是,亚皮秒电子束束团诊断成为加速器物理新发展的关键技术,电子束长度的监测是其中的一部分.电光采样(EOS)法测量超短电子束团长度有非侵入、非破坏、实时测量的特点,具有较好的应用前景.本文介绍该方法的原理,通过模拟计算分析电子束束团与探测光间距、电子束电场与电光晶体晶轴夹角、探测光偏振方向与电光晶体晶轴夹角等实验参数与束团长度测量的关系,做系统误差分析,对实际实验有指导意义.     

Beam Profile Improvement of a LD Array by an External Cavity with Photorefractive Phase Conjugate Mirror

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅａｒｒａｙｓａｒｅｖｅｒｙａｔｔｒａｃｔｉｖｅｆｏｒｔｈｅｉｒｃｏｍｐａｃｔｎｅｓｓ,ｓｉｍｐｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ,ｌｏｎｇｌｉｆｅｔｉｍｅ,ａｎｄｈｉｇｈｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｔｏｏｐｔｉｃａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ.Ｈｏｗｅｖｅｒｔｈｅｓｅｈｉｇｈｐｏｗｅｒｓｏｕｒｃｅｓｈａｖｅａｎｏｎ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｗｉｔｈｖｅｒｙｌｏｗｃｏｈｅｒｅｎｃｅｌｅｎ…     

相对论电子束对波的相速的影响

在小信号情况下研究了相对论电子束对加速器微波相速的影响.首次提出了电子束流的介质等效的思想,并建立了等效的相对介电常数的计算公式.同时,建立了考虑小信号下相对论电子束的盘荷波导的简化色散方程.