研究目的
研究激光加工表面结构对粒子加速器材料中次级电子产额（SEY）降低与控制的影响。
研究成果
激光工程化表面结构能显著降低并精细调控粒子加速器所用材料中的二次电子发射系数（SEY）。激光处理形成的沟槽纵横比对SEY降低起着关键作用。需要进一步研究来理解SEY降低背后的机制，并针对不同应用优化激光处理参数。
研究不足
该研究聚焦于铜表面及特定激光处理参数。其结论能否推广至其他材料与条件尚需进一步探究。
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 用于定制设计二次电子发射率的激光工程表面结构
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 用于定制设计二次电子发射率的激光工程表面结构
DOI：10.1109/cleoe-eqec.2019.8873330
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
当初级电子撞击材料表面并引发第一代及可能的第二代次级电子发射时，系统就会产生二次电子发射产额（SEY）。每个初级电子所激发的次级电子总数即为SEY值。这一现象在诸多系统中构成重大挑战，例如粒子加速器中，显著的SEY会形成电子云，从而干扰循环束流并产生需要冷却与低温系统吸收的高热负荷。大型强子对撞机（LHC）的54公里束流管中安装了铜覆钢束流屏以屏蔽热负荷，但本质上会导致不必要的SEY。因此，开发降低SEY的方法日益受到重视，包括表面纹理化、设计蚀刻图案的几何形状与取向，以及在超级质子同步加速器（SPS）束流管内壁进行碳涂层处理。我们先前已证明，采用532纳米纳秒脉冲激光处理铜表面可显著提升光学吸收率，并将SEY降至接近1的水平。近期我们进一步证实，通过532纳米皮秒脉冲激光制备的表面结构SEY值低于1，且已在欧洲核子研究中心（CERN）超级质子同步加速器（SPS）加速器的偶极磁铁中成功测试。
作者：
David Bajek，Stefan Wackerow，Monika Sitko，Sergio Calatroni，Beniamino Di Girolamo，Amin Abdolvand
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