Successful Nitrogen Doping of 1.3 GHz Single Cell Superconducting Radio-Frequency Cavities

A high intrinsic quality factor(Q_0) of a superconducting radio-frequency cavity is beneficial to reducing the operation costs of superconducting accelerators. Nitrogen doping(N-doping) has been demonstrated as a useful way to improve Q_0 of the superconducting cavity in recent years. N-doping researches with 1.3 GHz single cell cavities are carried out at Peking University and the preliminary results are promising. Our recipe is slightly different from other laboratories. After 250 μm polishing, high pressure rinsing and 3 h high temperature annealing, the cavities are nitrogen doped at 2.7–4.0 Pa for 20 min and then followed by 15 μm electropolishing. Vertical test results show that Q_0 of a 1.3 GHz single cell cavity made of large grain niobium has increased to 4 × 10~(10) at 2.0 K and medium gradient.     

The First Nine-Cell TESLA Cavity Made in China

A totally home-made 9-cell TESLA type superconducting cavity is mane at Peking University. The cavity abrication is according to DESY specification. The cavity is made of high purity niobium from OTIC, Ningxia. The electron beam welding is carried out at Harbin Institute of Technology, Harbin. By the cooperation, the cavity is tested at Thomas Jefferson National Accelerator Facility, USA. The preliminary result shows the acceleration gradient Eacc is 23 MV/m without quench and has potential for improvement.     

新型注铯镁金属光阴极的实验研究

报道了用于激光驱动高亮度注入器的新型光阴极的实验研究.用铯离子注入的方法得到了在镁基底上的掺铯合金光阴极,研究了注入、溅射及光电发射的机制和参数.用此阴极得到了比纯金属镁阴极高约一个量级的量子效率和绿光下的单光子发射效应,为用于强流短脉冲电子束的光阴极研究提供了新的途径. 关键词：     

用于高平均功率自由电子激光器的DC–RF超导腔注入器

北京大学超导加速器实验室提出了新型DC?RF超导腔注入器的设计方案.该注入器由皮尔斯引出结构、1+1/2超导腔组成,可以提供高品质的、CW模式或高占空比(1%以上)的电子束.对该注入器进行了分析计算和设计研究,通过改变超导腔首腔腔形以增加聚焦效果,采取措施缩短阴极到超导腔的距离,从而有效地抑制束流发射度的增长.用PARMELA对该注入器进行束流动力学研究,以确定皮尔斯引出结构的形状以及超导腔的同步相位.计算结果表明这种用于高平均功率自由电子激光的注入器的设计方案是可行的.     

改进的Woods-Saxon势在超重核合成中的应用

基于Skyrme能量密度泛函(SEDF)方法,提出了改进的Woods-Saxon势(MWS)来描述核-核相互作用。使用MWS势计算了大量的熔合反应的熔合势垒与基于SEDF方法的计算结果非常靠近。我们进一步用MWS势为合成超重元素的10个冷熔合反应与8个热熔合反应选择恰当的入射能量做了初步探索,发现将入射能量选择在平均势垒Bm和MWS势计算的势垒Bws之间更有利于超重核的产生,预言了合成120号超重元素的4个不同反应体系的最佳入射能量范围。     

膨胀阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料热降解及燃烧产烟研究

采用热失重、X-射线光电子能谱分析、氧指数及烟密度测试等方法研究了可膨胀石墨(EG)与聚磷酸铵(APP)复配膨胀阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)的热降解、燃烧性能及产烟行为.在此基础上利用锥形量热仪考察了EG/APP对磷酸三(β-氯异丙基)酯(TCPP)阻燃RPUF体系燃烧性能的影响.研究表明,EG与APP间的相互作用导致了EG/APP体系高温阶段失重速率下降、残炭量显著上升;EG/APP与RPUF之间的成炭作用以APP的化学成炭为主.与RPUF比较,RPUF/EG/APP的氧指数由19.8%提高至35.4%的同时,烟密度没有显著上升.对比EG、APP及EG/APP阻燃RPUF,体系残炭量越高、炭层耐热氧化能力越强,氧指数就越大;残炭表面越致密,产烟量就越少.添加EG/APP可显著降低含卤体系RPUF/TCPP的热释放、烟释放及CO释放速率,体现了EG与APP复合体系物理与化学膨胀结合的优势.     

过渡金属氧化物对阻燃剂聚磷酸铵热分解的影响机制

过渡金属氧化物(MO)可以显著影响聚磷酸铵(APP)的热分解过程, 进而改善APP复配膨胀阻燃聚合物材料的阻燃效率。将ZnO、Fe₂O₃、TiO₂掺入到APP中, 采用热失重分析(TGA)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射分析(XRD), 考察了3种MO对APP热分解行为的影响, 分析了相互作用过程中金属原子和磷原子化学结合状态的变化以及高温热分解产物的物相结构。TGA和XPS图谱分析结果表明, MO可降低APP的起始热分解温度, 并催化APP释放NH₃和H₂O, 而在热分解后期由于金属磷酸盐的形成可显著增加APP的高温残留量。3种MO催化APP热分解脱NH₃和H₂O的活性由大到小的顺序是:ZnO>Fe₂O₃>TiO₂, 而对APP凝聚相热分解P-O产物的交联能力从大到小的顺序为:Fe₂O₃>ZnO>TiO₂。XRD结果显示, ZnO在高温下与APP反应生成了Zn(PO₃)₂晶体, 而Fe₂O₃和TiO₂与APP反应分别生成了Fe₄(P₂O₇)₃和TiP₂O₇晶体。     

Cold RF test and associated mechanical features correlation of a TESLA-style 9-cell superconducting niobium cavity built in China

The RF performance of a 1.3 GHz 9-cell superconducting niobium cavity was evaluated at cryogenic temperatures following surface processing by using the standard ILC-style recipe. The cavity is a TESLA-style 9-cell superconducting niobium cavity, with complete end group components including a higher order mode coupler, built in China for practical applications. An accelerating gradient of 28.6 MV/m was achieved at an unloaded quality factor of 4×10⁹. The morphological property of mechanical features on the RF surface of this cavity was characterized through optical inspection. Correlation between the observed mechanical features and the RF performance of the cavity is attempted.     

基于光子晶体光纤模间干涉的折射率测量灵敏度分析

通过理论分析和数值模拟,研究了一种基于光子晶体光纤(PCF)模间干涉的干涉计的灵敏度.根据光纤模间干涉理论,结合光子晶体光纤的归一化频率,分析了PCF干涉计测量气体折射率的原理,得到一个可以衡量PCF干涉计灵敏度的参数δn_s.通过对该参数物理意义的分析可以得出,PCF纤芯附近第一层气孔对灵敏度影响最大.相比于常规气孔结构,把PCF第一层气孔变为面积更大的圆与椭圆复合孔,可显著提高传感灵敏度.     

微纳光纤端面反射特性的实验测量方法

微纳光纤的端面反射特性是影响其传输特性及实际应用的重要因素之一. 本文提出了一种基于光环形器的微纳光纤端面反射特性测量方法. 该方法克服了3 dB耦合器直接测量法的不足, 通过引入气凝胶固定和功率补偿, 可有效地消除微纳光纤尾纤飘摆、光源输出不稳定及其内部损耗等不利因素, 从而提高测量的准确度. 采用该方案实验测量了微纳光纤的端面反射率及其与 光纤直径和传输波长间的关系. 实验结果与数值模拟结果相符, 表明该方法可有效地用于微纳光纤端面反射率测量及其与各特性参数之间关系的分析, 这对于微纳光纤激光器、放大器、耦合器及滤波器等光学微型器件的设计制作具有重要意义. 关键词： 光纤光学 微纳光纤 端面反射 光环形器