作者单位
摘要
1 中国科学院上海高等研究院上海 201204
2 上海科技大学上海 201210
利用高精度磁电式速度传感器可以测量超导腔在低温环境下的振动。定量描述低温环境对超导腔位移振动特性的影响,是实现超导直线加速器亚微米级束流稳定性要求并抑制机械振动导致腔频偏移的基础,这对模组机械和低温系统设计具有重要意义。上海光源机械团队以目前承建的“硬X射线自由电子激光装置(Shanghai HIgh repetitioN rate XFEL and Extreme light facility,SHINE)”1.3 GHz超导加速模组为研究对象,在超导腔常温振动测试基础上,采用频谱分析方法研究了超导腔在300.0 K、125.0 K、2.0 K三种温度下的位移功率谱密度、位移均方根和频响函数。测试结果表明:在上海光源地面本底振动下,2.0 K低温环境引起的超导腔垂向振动影响为本底的9.4%,横向振动影响为本底的4.5%。低温环境下新增振源为冷质流动,流体工质的状态对超导腔垂向和横向振动具有不同的影响。研究成果可用于指导模组测试以及结构设计优化。
超导加速模组 2.0 K低温 振动测量 频响函数 硬X自由电子激光 Superconducting cryomodule 2.0 K Vibration measurement Frequency-response function Hard X-ray free-electron laser 
核技术
2024, 47(2): 020101
高琛 1,2,*鲍骏 1周银贵 1杨远俊 1,3[ ... ]王琳 1
作者单位
摘要
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
3 合肥工业大学物理学院,安徽 合肥 230009
4 安徽大学化学化工学院,安徽 合肥 230601
红外光谱有着广泛的应用。合肥红外自由电子激光装置能够为用户提供高亮度的中/远红外辐射,为高水平的红外研究提供基础条件。自由电子激光和实验站之间需要用光束线连接起来,以便在完成红外辐射高效输送的同时进行聚焦、诊断等。本文介绍了合肥红外自由电子激光装置红外光束线的设计与性能,主要包括光束线的总体要求、设计方案和布局、光学设计、光斑演化、光束传输、激光的分束取样、激光宏脉冲的在线同步测量、激光光谱的在线同步测量等。调试结果表明,设计达到了预期指标,整个光束线可以稳定运行。
激光光学 光束线 自由电子激光 中/远红外 激光诊断 
中国激光
2024, 51(8): 0818001
作者单位
摘要
中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川 绵阳 621900
未来极紫外光刻技术的发展亟需更高功率的光刻光源,能量回收型自由电子激光光源可以实现千瓦量级以上的功率输出,是一种极具潜力的高功率极紫外光刻光源。主要介绍了高功率能量回收型自由电子激光光源的工作原理、发展现状以及所面临的关键技术挑战。
激光光学 极紫外光刻 能量回收型直线加速器 自由电子激光 光阴极注入器 超导加速器 
中国激光
2024, 51(7): 0701007
作者单位
摘要
1 上海师范大学物理系,上海 200234
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室,上海 201800

受益于超短超强激光技术的持续迅猛发展,飞秒强激光为人类提供了全新的实验手段与极端的物理条件,使激光物质相互作用进入到一个极端非线性的强场超快新范畴,催生了大量新原理、新现象,推动了技术变革。飞秒强激光驱动的等离子体尾波场加速原理是一种具有超高加速梯度的粒子加速新原理,该技术的加速梯度可达100 GV/m,相比于传统射频加速器提高了3个数量级以上,可在厘米量级的加速长度内获得GeV量级的高品质高能电子束,极大地降低了加速器的成本,为发展新一代粒子加速技术和新型超快辐射源提供了新机遇和新途径。从飞秒强激光驱动等离子体尾波场中的电子注入、能量啁啾控制和高品质电子束产生以及基于高品质电子束的betatron X射线辐射、高能伽马射线和小型化自由电子激光这几个方面介绍了激光等离子体尾波场电子加速的若干主要研究进展,并对未来进行了展望。

激光光学 激光尾波场 电子加速 能量啁啾 betatron辐射 逆康普顿散射 自由电子激光 
中国激光
2024, 51(1): 0101002
吴嘉程 1,2蔡萌 3陆宇杰 1,3黄楠顺 4,*[ ... ]赵振堂 1,2,3
作者单位
摘要
1 上海科技大学物质科学与技术学院,上海 201210
2 中国科学院上海高等研究院,上海 201210
3 中国科学院上海应用物理研究所,上海 201800
4 张江实验室,上海 201210
束流轨道优化是短波长自由电子激光调试放大过程的关键环节。在实际实验中,需要花费大量的时间来调整参数,以校正轨道。为简化该多参数调优过程,研究了基于深度强化学习的自动优化技术,在仿真环境中使用SAC、TD3和DDPG算法调整多个校正磁铁,以优化自由电子激光的输出功率。为模拟实际实验中非理想的轨道状态,在第一节波荡器入口处设置一磁铁以偏转束流轨道。随后利用深度强化学习算法自动调节后续7个磁铁以校正轨道。结果表明,通过引入偏差将输出功率降低一个数量级后,基于最大熵原理的SAC算法将功率恢复到初始值的98.7%,优于TD3与DDPG算法。此外,SAC算法表现出更强的鲁棒性,有望后续应用在我国X射线自由电子激光装置中实现自动调束。
激光光学 自由电子激光 轨道校正 输出功率 深度强化学习 多参数优化 
光学学报
2023, 43(21): 2114002
Chuan Yang 1,2,*Tao Liu 3Kai Hu 1Ye Zhu 1[ ... ]Weiqing Zhang 1,4,*
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Advanced Science Facilities, Shenzhen, China
2 College of Science, Southern University of Science and Technology, Shenzhen, China
3 Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
4 State Key Laboratory of Molecular Reaction Dynamics, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian, China
The development of high-brightness X-ray free electron lasers (XFELs), such as hard X-ray self-seeding free electron lasers and XFEL oscillators (XFELOs), brings a severe challenge to the crystal monochromator due to a strong non-uniform thermal load. The distortion caused by spatial temperature gradients can severely affect the optical performance of crystals. Therefore, this paper presents a model to estimate the performance of non-uniform thermally distorted crystals. The model not only takes into account thermal strain, slope error and incident angle deviation, but also considers temperature-dependent factors such as the Debye–Waller factor and electric susceptibility. Our investigation indicates that the Debye–Waller factor reduces the height and bandwidth of rocking curves, and the impact of the electric susceptibility is tiny. The proposed model can describe the distortion of the reflectivity and transmissivity curves of non-uniform thermally loaded crystals and can be applied in the design of crystal monochromators, crystal splitters, crystal compressors and XFELOs.
crystal monochromator free electron laser thermal load X-ray diffraction 
High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(6): 06000e69
张波 1,2齐争 3冯超 2,3赵振堂 2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院 上海应用物理研究所,上海 201800
2 中国科学院大学,北京 100049
3 中国科学院 上海高等研究院,上海光源中心,上海 201204
提出基于束流相空间拍频产生锁模多色自由电子激光的方案,利用带有能量啁啾的电子束流和上海软X射线自由电子激光装置(SXFEL)上的两个调制段-色散段结构,在束流中通过拍频形成多个流强脉冲串,并在此基础上进行高次谐波辐射,产生锁模多色自由电子激光辐射脉冲。模拟结果表明,利用264 nm的种子激光,可在束流中形成18次谐波的群聚分量,并能最终产生中心波长约14.58 nm 的锁模多色FEL辐射。
自由电子激光 锁模 拍频 束流操控 free electron laser mode-locking frequency beating beam manipulation 
强激光与粒子束
2023, 35(9): 094001
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of High Field Laser Physics and CAS Center for Excellence in Ultra-intense Laser Science, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
2 School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai, China
Free-electron light sources feature extraordinary luminosity, directionality, and coherence, which has enabled significant scientific progress in fields including physics, chemistry, and biology. The next generation of light sources has aimed at compact radiation sources driven by free electrons, with the advantages of reduction in both space and cost. With the rapid development of ultra-intense and ultrashort lasers, great effort has been devoted to the quest for compact free-electron lasers (FELs). This review focuses on the current efforts and advancements in the development of compact FELs, with a particular emphasis on two notable paths: the development of compact accelerators and the construction of micro undulators based on innovative materials/structures or optical modulation of electrons. In addition, the physical essence of inverse Compton scattering is discussed, which offers remarkable capability to develop an optical undulator with a spatial period that matches the optical wavelength. Recent scientific developments and future directions for miniaturized and integrated free-electron coherent light sources are also reviewed. In the future, the prospect of generating ultrashort electron pulses will provide fascinating means of producing superradiant radiation, promising high brilliance and coherence even on a micro scale using optical micro undulators.
free-electron laser stimulated emission micro undulator coherent free-electron light source 
Photonics Insights
2023, 2(3): R07
作者单位
摘要
中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川 绵阳 621900
中国工程物理研究院红外太赫兹自由电子激光装置是一台用于材料、光谱、生物、医学等领域前沿研究的多功能用户装置,在实验室现有的太赫兹自由电子激光装置(CTFEL)基础上,拟新增两套2×9-cell超导加速单元和两台波荡器,将电子能量提升至最大50 MeV,输出频率覆盖范围拓展至0.1~125 THz,最大宏脉冲功率大于100 W。同时,采用跑道型束线设计,拟建设一台小型能量回收型直线加速器实验研究平台。本文主要介绍了中国工程物理研究院红外太赫兹自由电子激光装置的总体设计、工作模式以及用户实验站布局。
激光器 自由电子激光 红外太赫兹 超导加速器 波荡器 能量回收型直线加速器 
中国激光
2023, 50(17): 1718001
Author Affiliations
Abstract
Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
Attosecond soft X-ray pulses are of great importance for the study of ultrafast electronic phenomena. In this paper, a feasible method is proposed to generate isolated fully coherent attosecond soft X-ray free electron laser via optical frequency beating. Two optical lasers with the opposite frequency chirps are used to induce a gradient frequency energy modulation, which helps to generate a gradually varied spacing electron pulse train. Subsequently, the undulator sections with electron beam delay lines are used to amplify the target ultra-short radiation. Numerical start-to-end simulations have been performed and the results demonstrate that an isolated soft X-ray pulse with the peak power of 330 GW and pulse duration of 620 as can be achieved by the proposed technique.
free electron laser frequency beating isolated attosecond pulses soft X-ray 
High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(3): 03000e33

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!