X射线自由电子激光

X射线自由电子激光是一种基于电子直线加速器的大型科学研究装置,可以产生超高亮度、超短脉冲、波长可调的相干X射线辐射,在物理、化学、材料、生命科学等诸多领域都有非常广泛和极为重要的应用。文章介绍了X射线自由电子激光的基本原理、运行模式、发展历程、国内外X射线自由电子激光大科学装置的发展态势以及近年来我国X射线自由电子激光装置的现状。     

国产大功率全光纤主振荡功率放大器

以国产掺Yb光纤为增益介质,利用国产泵浦源和光纤器件,构建了主振荡功率放大结构的全国产大功率全光纤激光器。在注入的最大泵浦功率为75 W时,获得了52.5 W,1 080 nm激光的稳定输出,光-光效率为70%。实验结果表明,提高泵浦功率可获得更高的输出功率。     

紧凑型L波段同轴相对论返波振荡器的粒子模拟

 设计了紧凑型L波段同轴相对论返波振荡器，通过粒子模拟研究了L波段同轴相对论返波振荡器相互作用的物理过程，并对器件的电磁结构进行了优化和改进。分析表明，采用同轴慢波结构可以在较低的外加磁场下实现L波段返波振荡器的微波输出，同时可以大大减小微波器件的径向尺寸。这是因为同轴慢波结构的TM01模式有类似于TEM模的性质，没有截止频率，但纵向电场不为零，电子束能够与它发生强相互作用过程。粒子模拟优化结果表明，在器件半径仅为4.0 cm，电子束能量240 keV，电子束流1.8 kA，导引磁场仅为0.75 T时，返波振荡器可以在频率1.60 GHz处获得较大功率的微波输出， 平均峰值功率达140 MW，平均峰值功率效率约为32%。     

新型高功率径向强流速调管振荡器

 提出了一种新结构的高功率径向强流速调管振荡器,该器件利用折叠式同轴谐振腔的微波场与接近空间电荷限制电流的径向电子束强烈相互作用产生高功率微波。首先对这种器件的实现机理进行了初步的分析，提出了有间隙电压情况时的径向同轴间隙的空间电荷限制电流1维近似估计模型。分析表明：对于电子束直流接近但小于直流空间限制电流的径向速调管，当有调制间隙电压时，空间限制电流要小于无调制间隙电压情况下的直流空间限制电流，径向强流电子束电流接近和超过空间电荷限制电流时会出现强烈的调制。然后用PIC程序对其特性进行了粒子模拟，在二极管输入电压500 kV、电子束电流为30 kA条件下，最终得到了峰值功率6 GW、频率1.3 GHz的微波输出。     

多弹簧串联系统能量计算

在弹簧质量不能忽略的情况下,推导了n个弹簧串联系统的动能和弹性势能具体表达式,结果表明:n个串联弹簧系统的动能与每个弹簧自身质量、劲度系数密切相关;系统的弹性势能由n个串联弹簧的等效劲度系数和串联弹簧的总伸长量决定.     

三维各向异性耦合谐振子哈密顿量的对角化

根据物理量的可测实在性,应用二次型理论,一般地解决了3个质量与3个频率均不相同、坐标和动量各自具有全耦合谐振子系统的哈密顿量的可对角化问题,并具体给出了哈密顿量对角化的标准形.     

Mn22+离子1s22s-1s2np的偶极跃迁能和振子强度

用全实加关联方法计算了类锂Mn22 离子1s22s-1s2np(2≤n≤9)的偶极跃迁能和振子强度.1s2np(2≤n≤9)态的精细结构通过计算自旋-轨道与自旋-其他轨道相互作用算符的期待值确定.依据单通道量子亏损理论,确定了Rydberg系列1s2np的量子数亏损.从而可以用这些作为能量的缓变函数的量子亏损,实现对任意高激发态(n≥10)的能量的可靠预言.将这些分立态振子强度与单通道量子亏损理论相结合,得到在电离阈附近束缚态-束缚态跃迁振子强度以及束缚态-连续态跃迁的振子强度密度,从而将Mn22 离子的这一重要光谱特性的理论预言外推到整个能域.     

非匹配负载对宽带脉冲产生器谐振特性的影响

 宽带脉冲产生器的谐振特性决定了产生电磁脉冲的频谱,分析了带耦合器的同轴1/4波长谐振器在负载为非完全匹配天线时,天线反射对谐振特性的影响。通过建立级联二端口微波网络分析模型,将非匹配负载的反射系数计入等效耦合器反射系数中,得到了输出脉冲及辐射场频谱与负载反射系数的关系式。数值模拟了包括谐振器、耦合器和天线在内的整个宽带脉冲辐射系统,得到的辐射场频谱与理论预期相符。由于负载反射的影响,在中心频率两侧产生了两个副峰,在高功率实验中也观察到了该现象。     

类He的Y离子双电子复合计算

采用准相对论的多组态Hartree-Fock(HFR)方法计算了类Li的Y离子(Z=39)的能级和振子强度,并且通过采用扭曲波方法计算自由电子的波函数,我们得到了由类He的基态到类Li的双激发态的自电离几率和双电子复合系数。在计算中,相对论质量—速度和Darwin修正都包含在哈密顿中。为了便于等离子体细致能级占据数密度的动力学计算,我们用一个解析表达式来表示作为自由电子温度函数的双电子复合速率系数,这个表达式精确地描写了从类He的基态到类Li的单激发态的双电子复合。     

Solution for One-Dimensional Quantum Oscillator with Time-Dependent Frequency and Mass

Based on the generalized linear quantum transformation theory, we present a normal ordering evolution operator for onedimensional quant urn oscillator with time-dependent frequency and mass, then give the exact expression of the evolution matrix elements, wave function and expectation value of arbitrary observable.