| 题名 | 硕士论文-基于短束团相干渡越辐射束长测量装置的研制 |
| 作者 | 李智慧 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2003 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 朱俊彪 |
| 关键词 | 皮秒束团 相干渡越辐射 束团长度测量 干涉图 |
| 学位专业 | 核技术及应用 |
| 中文摘要 | 皮秒级短电子束团和亚皮秒级超短电子束团在短波长自发辐射自放大自由电子激光器（SASE FEL）、未来的短束团正负电子对撞机和射频直线加速器、康普顿背散射软硬X一射线源以及宽带连续的远红外相干辐射源等领域的发展和应用渐趋白热化。典型的德国DESY和美国LCLS正以这样短的电子束团发展IA°级SASE自由电子激光器。我国亦已批准研制上海深紫外SASE FEL973项目。国内唯一运转的北京自由电子激光（BFEL）装置的束源即是由热阴极微波电子枪产生、经磁束团压缩装置压缩，由直线加速器加速的能量3OMeV、长度约几皮秒的射频电子束团序列。不幸的是，其束团长度从未测量过。微束团的产生、压缩、传输和应用的关键技术之一是其长度的诊断。目前使用的条纹相机时域测量技术已达其分辨极限1皮秒，而且仪器本身昂贵的价格和飞秒装置的巨额研制经费令大多实验室将束团长度测量装置的研制兴趣转向频域。类似于DESY、LCLS和UCSB等实验室，作为国家自然科学基金项目和973重大项目部分，本论文利用BFEL装置30MeV、S-波段射频电子束团序列产生的宽带连续的亚毫米一毫米波相干渡越辐射（CTR），应用类似于光学自相关技术，研制适用于上述波段的偏振干涉束团长度测量装置。籍此摸索束长诊断技术，测量BFEL装置的微束团长度，完善BFEL装置的束测手段；为我国未来发展短波长，X-射线SASE FEL，短和超短束团加速器、和珍稀的宽带远红外相干辐射源提供关键技术储备。国内未见相关研究报道。CTR理论研究方面，本论文系统阐述了利用电子束团序列产生的CTR，基于"频域测量技术，诊断电子束团纵向长度的理论背景；典型地考虑了高斯和均匀束团电子密度分布，指出CTR强度分布极值位于sin~(-1)（3~(1/2)／βγ），而不是1／γ；首次精确地推出高斯和均匀束团的单束团后向CTR能量公式；数值计算了BFEL装置射频电子束团能谱和偏振干涉图；并演绎地得出束团形状因子和束密度分布。由此得出的一系列重要的结论为实验研究利用BFEL装置射频电子束团序列产生珍稀的宽带连续的远红外、亚毫米波、毫米波相干渡越辐射源和利用正研制的偏振型Martin-Puplett干涉仪诊断BFEL装置射频电子束团序列的束团长度提供了必要的理论指导。束测装置研究进展方面，本论文，基于BFEL装置S-波段的射频电子束团序列的皮秒微束团和微秒宏脉冲的时域特性和由其产生的CTR特性，较详细地讨论了正研制的适于亚毫米波与毫米波范围的偏振型Martin-PuPlett干涉仪理论基础与设计思想。束测装置的关键元件分束器和偏振分析器采用5微米线径、12.5微米周期金属丝栅网；由步进电机控制的步长1.25微米、程长200毫米的动镜移动可测相继3个束团之间的相干性；辐射收集器采用既方便系统准直、又有利于辐射收集的TPX透镜；探测器采用宽带、低噪的LiTaO3热释电探测器。整个系统步进电机移动控制，测量数据采集、分析与滤波，干涉图，辐射谱和束团分布图显示由使用LabVIEW图形化语言编制；目前整个系统的准直调节技术已经掌握纯熟。利用600℃黑体辐射仪的长波辐射作为模拟光源进行离线干涉图实验测量。一俟成功，即开展在线实验。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 核技术及应用 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/210643]  |
| 专题 | 多学科研究中心_学位论文和出站报告 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李智慧. 硕士论文-基于短束团相干渡越辐射束长测量装置的研制[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2003. |
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