1 深圳综合粒子设施研究院，广东 深圳 518107
2 中国科学院 大连化学物理研究所，辽宁 大连 116023
深圳中能高重频X射线自由电子激光（S3FEL）将建设成为全球唯一软X射线波段的高重频自由电子激光。废束桶是S3FEL装置的重要设备，在系统调束中发挥着重要作用。废束桶束窗是废束桶的重要组成部件，用于隔离和保护加速器超高真空环境。本文对几种常用的废束桶束窗材料进行了对比分析，最终选择铍作为束窗的材料，并依此设计了一种带有水冷结构的束窗。通过蒙特卡罗方法计算得到不同厚度束窗的沉积功率，采用有限元分析方法对不同厚度的束窗进行热结构计算与分析，得到厚度为1.6 mm的水冷铍窗效果最佳，其最大温度为121.6 ℃，低真空为1 Pa时的最大应力与中心变形分别为198.7 MPa和0.00082 mm，低真空为101325 Pa时的最大应力与中心变形分别为204.2 MPa和0.097 mm，结果均满足使用要求。此研究为S3FEL的废束桶束窗设计提供了重要的理论依据。
自由电子激光 高重频 废束桶 束窗 有限元分析 free electron laser high repetition frequency dump beam window finite element analysis 强激光与粒子束
2023, 35(3): 034001
1 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室，合肥 230029
2 深圳综合粒子设施研究院，深圳 518107
合肥先进光源（HALF）将建设成为1台第四代衍射极限储存环光源。HALF的引出光具有更高亮度，能给储存环带来更高的热负载。引光段需设置光子吸收器，以限定引出光的尺寸和吸收其余未使用的同步光，同时减少同步光热负载对储存环超高真空系统的影响。紧凑的衍射极限储存环的物理设计及光子吸收器与真空室连接方式的选择给光子吸收器的设计带来了一系列挑战。在插入式双片型吸收器结构的基础上，综合考虑吸收面形状、水冷结构、安装定位等因素，设计了一种基于CuCrZr材料、与真空室一体、无需单独定位的光子吸收器，并计算其位于弯转角2.74°的弯转磁铁下游光引出段处，被同步光照射的光斑尺寸和辐射功率；采用有限元分析方法对光子吸收器进行热力学模拟，得到辐照后的最高温度约为80 ℃，最大应力为20.8 MPa，最大热变形为0.05 mm。结合制作材料CuCrZr在高热负载下的许用准则，确定了光子吸收器结构的合理性。此研究为合肥先进光源中前端区光子吸收器的设计提供了重要的理论依据。
合肥先进光源 前端区 光子吸收器 直接水冷 有限元分析 Hefei Advanced Light Source facility front-end photon absorber water cooling finite element analysis 强激光与粒子束
2022, 34(10): 104007
强激光与粒子束
2022, 34(8): 084005
强激光与粒子束
2022, 34(6): 064005
1 中国科学技术大学国家同步辐射实验室, 安徽 合肥 230029
2 中国科学院大学物理科学学院, 北京 101408
合肥红外自由电子激光装置是一台专用于能源化学研究的用户装置,利用一个最高电子能量为60 MeV的S波段直线加速器驱动中红外和远红外两个自由电子激光振荡器,分别产生波长范围为2.5~50 μm和40~200 μm的红外激光。两个振荡器产生的激光经同一条光束线被传输至实验大厅内的五个实验站。中红外振荡器于2019年调试出光,并于2020年11月达到任务指标。介绍了合肥红外振荡器的自由电子激光装置及其调试进展,重点介绍了中红外振荡器辐射的激光性能。
激光技术 自由电子激光 红外波段 振荡器 中国激光
2021, 48(17): 1700001
强激光与粒子束
2021, 33(7): 074003
1 中国科学技术大学国家同步辐射实验室, 安徽 合肥 230029
2 中国科学技术大学光学与光学工程系, 安徽 合肥 230026
激光诱导击穿光谱(LIBS)技术是应用于冶金在线分析最具前景的技术之一。 为了研究真空和高温条件下LIBS光谱特性和物质成分定量分析方法, 设计并搭建了可实现真空环境高温熔融金属LIBS光谱测量的实验系统。 系统以调Q Nd:YAG脉冲激光器为光源, 采用不同焦距透镜实现激光聚焦和信号光采集, 并利用光谱仪进行光谱检测, 真空获取和高温加热通过真空泵和中频感应电炉实现, 感应加热线圈通过陶瓷封接引线法兰与真空系统进行整合。 经过安装测试, 搭建系统在未加热情况下真空度可达1×10－4Pa, 加热温度可达到1 600 ℃, 可实现真空环境下铁、 铝等金属加热或熔融, 并获得相应环境下的LIBS测量光谱。 利用该系统进行真空和熔融条件下标准钢样品的LIBS实验, 得到了固态钢样品LIBS光谱在不同真空度下的光谱对比, 以及真空环境熔融态和固态钢样品光谱对比。 通过对测得的LIBS光谱进行数据处理和理论分析, 所得初步实验结果与现有研究结论相符合, 表明该系统工作状况良好, 可满足真空环境下的熔融金属成分分析研究的基本需求。
激光诱导击穿光谱 系统 真空 高温 金属 Laser-induced breakdown spectroscopy Vacuum High-temperature Molten metal 光谱学与光谱分析
2013, 33(12): 3388
中国科学技术大学 国家同步辐射实验室, 合肥 230029
用氩气作为放电气体，采用直流磁控溅射法，成功地在不锈钢管道内壁获得了TiZrV薄膜。分别利用能量弥散X射线谱和X射线光电子能谱测量薄膜的成分组成，应用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对薄膜进行了测试，并对TiZrV的二次电子产额进行了测量。测试结果表明:TiZrV的成分基本保持在Ti原子分数为30%,Zr原子分数为30%,V原子分数为40%左右，位于“低激活温度区”内；薄膜具有无定形的结构，由微小的纳米晶粒组成；加热激活后TiZrV的二次电子产额有所下降，其峰值由2.03降到1.55，低于不锈钢和无氧铜。
TiZrV薄膜 非蒸散型吸气剂 直流磁控溅射 粒子加速器 TiZrV coatings non-evaporable getter direct current magnetron sputtering particle accelerato
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
2 National Synchrotron Radiation Laboratory, University of Science and Technology of China, Hefei 230029, China
By using CdSe/ZnS quantum dots (QDs), we study the effect of cavity quantum electrodynamics on the coupling of the microtoroid cavity. When with whispering gallery (WG) modes, the microtoroid cavity demonstrates high quality factor and small mode volume at visible wavelengths. Accordingly, fiber tapers allow QDs to adhere into the cavity and further permit the control of site-selected coupling. From the luminescence spectra, QDs are modulated effectively by cavity modes. Variable modulations are observed by changing QD coupling conditions. Therefore, based on experimental and theoretical research, strong and tunable Purcell enhancement can be realized by this system.The authors thank Jinming Cui and Chunhua Dong for their helpful discussion. This work was supported by the National Fundamental Research Program of China (No. 2006CB921900), the National Natural Science Foundation of China (Nos. 60537020 and 60621064), and the Knowledge Innovation Project of the Chinese Academy of Sciences.
光纤锥 微芯圆环 腔量子电动力学 量子点 020.5580 Quantum electrodynamics 140.3945 Microcavities 060.2310 Fiber optics Chinese Optics Letters
2010, 8(7): 709
中国科学技术大学,国家同步辐射实验室,合肥,230029
设计了一套适用于加速器细长管道真空室的低温溅射镀TiN薄膜装置.利用该装置,对86 mm×2 000 mm的不锈钢管道真空室进行溅射镀TiN膜实验,并对镀膜实验结果进行分析,得到了适用于加速器管道真空室内壁溅射镀TiN膜的表面处理参数.样品测试结果表明:在压强为80～90 Pa、基体温度为160～180 ℃的镀膜参数下,不锈钢管道内壁获得的TiN薄膜最佳,薄膜沉积速率为0.145 nm/s.镀膜后真空室的二次电子产额明显降低.
低温直流溅射 TiN膜 不锈钢真空室 二次电子产额 加速器
