强激光与粒子束
2020, 32(5): 054003
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 脉冲功率科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
光学渡越辐射具有良好的方向性,通过对光学渡越辐射空间分布曲线进行拟合可以对束流发散角进行计算。采用理论计算的方法,分析了电子入射到金属-介质界面时,入射角变化对光学渡越辐射二维空间分布的影响。计算分析表明,光学渡越辐射在特定偏振方向上的分布并不仅仅由电子束在该方向的发散角分量决定,同时还受到其他方向发散角分量的影响。计算对比了电子束散角一维分布和二维分布模型下光学渡越辐射空间分布的差异。结果表明,采用一维分布模型拟合计算的电子束均方根发散角存在偏差,较二维分布拟合结果偏小。
光学渡越辐射 发散角 电子束发射度 optical transition radiation divergence angle electron beam emittance 强激光与粒子束
2017, 29(8): 085107
中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
介绍了采用双膜法测量神龙一号直线感应加速器靶区回流离子效应的实验工作，通过一片厚度数十μm的靶膜产生回流离子，并采用基于光学渡越辐射的电子束剖面测量系统记录时间分辨的束斑，首次证实了神龙一号加速器靶区存在回流离子。通过采用不同材料的靶膜，实验观测到了不同离子发射情况下回流离子对强流相对论电子束传输的影响,结果发现采用金属靶膜时，回流离子导致电子束部分汇聚、部分发散，而采用聚合物薄膜时，回流离子会导致电子束剖面出现剧烈的变化。
回流离子 光学渡越辐射 电子束 强流 束剖面 back-streaming ion optical transition radiation electron beam high current beam profile 强激光与粒子束
2011, 23(10): 2742
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国科学院 西安光学精密机械研究所, 西安 710068
针对在神龙一号上进行电子束瞬态发射度的测量要求，建立了一套利用光学渡越辐射原理进行电子束发射度测量的瞬态测量系统，该测量系统瞬态测量时间最快约10 ns，并获得了神龙一号发射的脉冲电子束的束斑及发散角，典型值分别为约9 mm和10.5 mrad，实现了电子束发散角和束斑的同时测量，为在神龙一号上进行的时间分辨测量系统的研究奠定了基础。
光学渡越辐射 束流诊断 强流加速器 瞬态测量 optical transition radiation beam diagnosis linear induction accelerator instantaneous measurement
中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119
为了解决理论测量中，光学渡越辐射焦平面的空间角分布与像平面的束剖面光路互相影响，难以同时测量,提出了一种新型的光学渡越辐射光学特性的测量方法.介绍了其光路原理和结构方案，分析了测量结构中的OTR镜头、分光棱镜与铅屏蔽结构的技术难点与解决方法.结果表明：系统克服了单功能测量、成像质量差等缺点，在ICCD相机上能够同步获得较好的光学渡越辐射的束剖面和空间角分布图案，且基本屏蔽了对图像采集有着强烈干扰的X-射线等高能辐射.
光学渡越辐射 光学渡越辐射镜头 分光棱镜 铅屏蔽 Optical transition radiation OTR lens Beamsplitting prism Lead shield
中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
基于光学渡越辐射原理的高能强流电子束束流参数在线测量及诊断系统,具有时间响应快、分辨率高的特点,可以测量电子束的束剖面、发射角、能量等参数.利用嵌入式方法,通过计算机控制系统对时间分辨测量系统实现实时的远程控制,实现了直线感应加速器中时间分辨测量.计算机控制系统接收光电视频信号,进行实时图像传输,得到动态图像,有效解决了在直线感应加速器中强流干扰的光学渡越辐射测量的困难.并给出了嵌入式远程控制的方法.
直线感应加速器(LIA) 嵌入式 光学渡越辐射(OTR)测量 远程控制
1 四川大学原子分子物理研究所,四川,成都,610065
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
为了探索超热电子的加热机制,利用光学CCD相机和OMA光学多道分析仪,分别在靶背法线方向测量了光学渡越辐射(OTR)积分成像图案和光谱.实验在100 TW掺钛蓝宝石激光器上进行,飞秒激光与铜膜靶作用后,靶表面发光信号由空间分辨装置聚焦成像并引到CCD或OMA谱仪的狭缝上.测得的积分成像图案呈圆环状,光斑形成区域直径约为225 μm,在圆环边缘附近出现局部化明亮光信号,该现象表明,超热电子在传输的过程中存在成丝效应,其分布也不均匀.光谱在300～500 nm之间出现一系列非周期锐利尖峰,在400 nm(2ω0)附近出现的尖峰应归因于v×B加热机制产生的超热电子引起的相干渡越辐射(CTR).
光学渡越辐射 超热电子 成丝效应 v×B加热机制 想干渡越辐射 Optical transition radiation Hot electron Filament effect v×B acceleration mechanism Coherent transition radiation
中国工程物理研究院流体物理研究所,四川,绵阳,621900
高能强流电子束的束参数测量是加速器研制过程中重要的一项测量工作,由于光学渡越辐射具有时间响应快、分辨率高等特点而被用于测量电子束的具有时间分辨能力的束剖面、发散角、能量等多个参数;通过电子束束参数的时间分辨测量则能够了解电子束产生、输运中的问题,非常有利于加速器的研究与调试.一种具有时间分辨能力的、利用光学渡越辐射进行高能强流电子束束斑测量的系统在中国工程物理研究院被建立起来,并在12 MeV LIA的电子束束斑的测量中用于电子束传输研究,该系统拍摄图像的间隔时间最小为10 ns,最小的曝光时间为3 ns,具有一次可以拍摄8幅图像的能力,并获得了12 MeV LIA约100 ns内相应的时间分辨的束斑变化情况,观察到了一些过去未观察到的现象，为加速器的研究提供了又一个新测试方法.
光学渡越辐射 束流诊断 强流加速器 分光锥 Optical Transition Radiation（OTR） Beam diagnostic LIA Optical splitting pyramid ICCD ICCD
中国工程物理研究院流体物理研究所,四川,绵阳,621900
基于光学渡越辐射原理的用于高能强流电子束束流参数在线测量及诊断系统,具有时间响应快、分辨率高等特点,可以测量电子束的束剖面、发散角、能量等多个参数.分析了测量系统的结构参数(包括了透镜的焦距、成像面位置、CCD像元尺寸)对电子束能量测量精度的影响,并在理论上模拟了电子束的发散角的影响.还根据系统数据的特点,阐述了数据噪声对能量测量结果精度的影响,指出了光学渡越辐射测量中电子束能量分辨精度受到多种因素的影响,需要在数据处理时考虑修正.
光学渡越辐射 强流加速器 束流诊断 电子束发散角 Optical transition radiation（OTR） High current LIA Beam diagnostic Electron beam divergency
1 清华大学,工程物理系,北京,100084
2 中国工程物理研究院,流体物理研究所,四川,绵阳,621900
描述了光学渡越辐射用于束流诊断的理论依据,介绍了利用光学渡越辐射对18MeV,2.7kA的强流脉冲电子束进行诊断的实验方案.在解决了在强流束测量中强背景干扰等问题后,获得了光学渡越辐射的特征图案,据此测量了强流脉冲束的剖面、能量、发散角和发射度.初步的实验结果表明,光学渡越辐射方法是强流束诊断的一种有效手段.
光学渡越辐射 束流诊断 直线感应加速器 束剖面 发射度 Optical transition radiation Beam diagnostics Linear induction accelerator Beam profile Emittance
