研究目的
利用相干边辐射(CER)研究电子束宏脉冲中束长演化并为此开发相应技术。
研究成果
采用多频段CER强度比值的开发技术有效测量了均方根束团长度的演化过程,该参数与自由电子激光宏观脉冲结构存在关联。此方法无需复杂设备即可控制自由电子激光振荡,但在更高电子能量和自由电子激光振荡条件下仍需改进。
研究不足
电子能量较低(27.5 MeV),导致CER束流发散角较大,且偏转镜的引出效率不足。该技术无法像射频偏转器那样测量电子束团中的纵向分布。CER信号强度较弱,测量过程还受到空气衍射损耗和水蒸气吸收的影响。
1:实验设计与方法选择:
本研究利用自由电子激光直线段下游弯曲磁铁产生的相干边缘辐射(CER)来测量束团长度演化,开发了通过双频CER光谱及强度比的分析技术。
2:样本选择与数据来源:
使用京都大学自由电子激光装置(KU-FEL)的电子束,通过调节射频枪与加速管之间的特定相位差实现。
3:实验设备与材料清单:
包含偏转镜、真空窗(熔融石英或晶体石英)、太赫兹相机(Pyrocam IV)、聚四氟乙烯透镜、采用硝化纤维素薄膜分束器的迈克尔逊干涉仪、热释电能量计(THz10)、二极管探测器(DXP-06和Ultrafast-150)、带通滤波器及抛物面镜。
4:0)、二极管探测器(DXP-06和Ultrafast-150)、带通滤波器及抛物面镜。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过偏转镜从光学腔提取CER光束,经光学元件传输后,采用干涉仪测量空间分布与光谱,用二极管探测器获取时间强度演化,数据分析确定均方根束团长度。
5:数据分析方法:
通过最小二乘法拟合光谱提取束团长度,基于强度比的时间数据采用线性回归处理。
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获取完整内容-
THz camera
Pyrocam IV
Ophir Optronics Solutions Ltd.
Measured the spatial distribution of the CER beam.
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Pyroelectric energy meter
THz10
Sensor- und Lasertechnik Inc.
Measured the autocorrelation signal from the interferometer.
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Diode detector
DXP-06
Millitech Inc.
Measured CER intensity at 0.10 THz with high temporal resolution.
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Diode detector
Ultrafast-150
TeraSEnse Group Inc.
Measured CER intensity at 0.35 THz with high temporal resolution.
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Bandpass filter
Filtered specific frequency bands for diode detectors.
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Polytetra?uoroethylene lens
Converged the CER beam for measurement with the THz camera.
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Nitrocellulose pellicle
Used as a beam splitter in the Michelson-type interferometer.
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Parabolic mirror
Concentrated the autocorrelation signal and CER beam for detectors.
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Concave mirror
Transported the CER beam to the interferometer.
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De?ection mirror
Extracted the CER beam from the optical cavity into air.
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Vacuum window
Allowed extraction of the CER beam into air.
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Black polyethylene film
Suppressed unwanted infrared radiation.
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