Optimization of a Cryogenic System at Temperature 2 K for the PKU-FEL Facility

The conceptual design of a cryogenic system at temperature 2 K for the Peking University Free Electron Laser （PKU-FEL） facility is carried out. In order to minimize the scale of the cryogenic system and the running cost, the superconducting accelerator and the superconducting injector will mainly run at a long-pulsed mode. Optimization of the 2-K cryogenic system is carried out based on the heat load estimation and running parameters. Total cooling power of 52.5 W for the long-pulsed mode is necessary for the PKU cryogenic system. The PKU cryogenic system will be the first 2-K system for accelerators in China and will provide experience for similar facilities.     

β=0.45, f=350 MHz Spoke腔的设计

近几年来,低b超导腔(例如spoke型，re-entrant 型,CH型)作为质子或者离子在中低能段的加速结构成为研究的热点.许多实验结果表明spoke腔在低能段是很好的选择,在中能段跟椭球腔相比也很具有竞争实力,为此,北京大学开展了β=0.45,频率为350MHz的spoke型质子超导加速腔研究. 本文详细阐述了这种腔的结构及电磁场的设计,从射频参数Q,r/Q,最大表面电磁场和加速效率的计算结果来看,它具有很好的加速性能.     

北京大学高平均流强光阴极电子枪驱动激光系统

DC-SC超导光阴极注入器将直流光阴极电子枪和超导加速腔结合在一起,其特点之一是适合于提供高平均流强电子束.文中介绍了直流光阴极电子枪的驱动激光系统的研制.该驱动激光系统的主机为瑞士TBP公司的GE-100-XHP型激光器,是采用可饱和吸收镜技术的被动锁模激光器,其工作晶体为Nd:YVO₄,输出波长为1064nm,脉冲重复频率为81.25MHz,平均功率10W.该驱动激光系统配套的CLX-1100同步控制器可以将激光脉冲与射频参考信号严格锁定,随机抖动不大于1ps.根据使用要求,作者研制了高效的激光倍频器,获得了大于1W的266nm紫外激光.同时,激光到光阴极的传输设计中,采用了傅立叶光学技术,在紫外激光功率650mW左右的条件下,从自行研制的Cs₂Te光阴极上实现了大于500μA的光电流引出     

改进的TESLA式高阶模衰减器的实验研究

讨论了TESLA型高阶模耦合器的改进, 对所设计的改进型TESLA式高阶模耦合器进行实验, 对理论计算与实验结果进行详细分析, 结果表明改进的高阶模耦合器理论计算和实验结果符合得较好.     

2-cell超导腔的高阶模分析

 阐述了2-cell Telsa腔的设计。用3维程序HFSS分析了其高阶模的特点，给出了高阶模的主要参数频率、品质因数、分路阻抗以及模式的电场分布，并且π模的电场分布与Superfish的模拟结果相比较，两者是一致的。最后，简要分析了各高阶模对电子加速的影响，分析表明高阶模降低了电子加速效率和束流的稳定性。     

硒蒸气浓度对制备CIGS薄膜的影响

采用“预制层硒化法”制备CuIn_1-xGa_xSe₂ (CIGS)薄膜. 基于自主设计的“双层管式硒化装置”, 通过控制硒蒸气浓度优化退火工艺, 研究硒蒸气浓度对薄膜光电性能的影响. 利用俄歇电子能谱(AES)和X射线衍射分析(XRD)等手段对不同硒浓度氛围下生成的CIGS薄膜的成分和物相进行表征, 并在AM1.5、1000 W·m^-2的标准光照条件下比较相应CIGS电池器件的输出性能. 实验结果表明: 饱和硒蒸气下退火得到的样品, 基底钼膜遭到严重腐蚀破坏, 失去背电极功能; 在低浓度硒气氛下退火不能有效消除CIGS薄膜的偏析和缺陷, 以致光电转换效率低; 而在无硒惰性氛围下退火的样品, 生成了物相均一化的CIGS薄膜, 由此制备的CIGS电池取得了8.5%的转换效率.     

Design of a capacitive main power coupler for RF superconducting accelerators

An updated main coupler has been designed for the superconducting accelerator of Free Electron Laser (FEL) project under construction in Peking University. A capacitive structure is chosen for the main coupler. Numerical investigation using CST Microwave Studio demonstrates the cold window part. The other nonstandard structures such as holding rods and antenna are also optimized. The coupler uses a 95% purity Al₂O₃ ceramic cold window. The VSWR (Vottage Standing Wave Ratio) is 1.02 at 1.3GHz and the frequency bandwidth is 45MHz with VSWR<1.1. The electric field intensity is 8.5×10^－2kV/mm around the window with 20kW Continuous Wave (CW) transmitted power. The Q_ext is designed variable from 5×10⁶ to 1×10⁷.     

激光驱动高亮度电子束源

采用激光驱动光阴级和１００ｋＶ直流加速间隙可产生宽度为５０～１００ｐｓ的高亮度脉冲电子束．该装置主要由光阴极制备室和直流加速间隙组成．可以用化学气相沉积、离子注入和离子束增强沉积等方法制备光阴极．通过用ＥＧＵＮ和ＰＯＩＳＳＯＮ程序模拟,给出了直流加速间隙的物理设计．光源采用一台主被动双锁的Ｎｄ:ＹＡＧ激光器,可工作在１０６４、５３２和２６６ｎｍ三个波长,重复频率为１０Ｈｚ．此外,也论述了光阴极制备室与超与腔结合的超导高亮度注入器的有关问题. A DC high brigytness laser driven by photoemissive electron gun is being developed at Peking University,in order to produce 50～100ps electron bunches of high quality.The gun consists of a photocathode preparation chamber and a DC acceleration cavity.Different ways of fabricating photocathode,such as chemical vapor deposition,ion beam implantation and ion beam enhanced deposition,can be adopted.The acceleration gap is designed with the aid of simulation codes EGUN and POISSON,100kV DC high voltage is...     

高Tc超导谐振器微波特性研究

研究了高Ｔｃ超导谐振器的微波特性特别是表面电阻Ｒｓ和磁场穿透深度λ,给出了Ｒｓ随温度变化的曲线以及穿透深度的测量结果。实验中采用了由ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７薄膜和蓝宝石片构成的平行板谐振器。     

反应溅射法制备TiO2薄膜

报道了用反应溅射法制备TiO₂薄膜的实验研究.详细研究了氧分压、基底温度和退火温度对成膜结构的影响.制备出了具有金红石和锐钛矿晶体结构的TiO₂薄膜.分析了金红石和锐钛矿晶体的形成条件,并对薄膜的表面形貌进行了测量. 关键词： 反应溅射 2薄膜')" href="#">TiO₂薄膜