《高品質大電荷量的超短電子束產生研究》是依託清華大學，由華劍飛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高品質大電荷量的超短電子束產生研究
- 外文名：A study on the production of high quality and large charge ultra-short electron beam
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：華劍飛
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
小型化的高品質大電荷量超短電子束源研究是目前加速器研究領域的一個熱點，涉及到高能加速器的注入器、超短輻射源特性及相關物理、生物、化學等領域超快過程研究，具有非常重要的套用前景。利用超短超強雷射與電漿相互作用產生的超高加速梯度，可實現超短電子束源裝置的小型化，受到了加速器技術研究和套用領域的廣泛重視。本項目擬利用電漿的縱向密度分布調變實現大電荷量電子的自注入，對此開展理論和實驗研究。結合雷射系統參數（包括聚焦光斑品質和對比度）的改善，在小型TW雷射系統上開展雷射電漿驅動的高品質大電荷量超短電子束產生及實驗等研究。利用項目所研究的這種高品質超短電子束，可直接作為Thomson散射裝置或自由電子雷射器的電子源，從而大幅度縮小新光源裝置的規模，利用全光學方法迴避精確同步的難點。
結題摘要
本項目進展順利。在理論模擬方面針對包括密度調變在內的多種注入方式進行了大量的模擬研究，提出了一些最佳化束流品質的新方法。在雷射系統方面，對實驗室原有TW雷射系統布局和運行條件進行了改進，系統測量了各運行參數，並有針對性地對時間對比度和聚焦光斑品質進行了最佳化。在雷射加速實驗方面，完成了各主要診斷系統（電漿密度線上干涉測量、雷射光斑掃描、電子能量及電荷量診斷等）的搭建和測試，並對基於超音速氣體噴嘴的電漿源結構進行了深入模擬研究及測試。在2012-2013年開展的兩輪初步雷射電漿實驗基礎上，在2013年下半年開展了第三輪雷射尾場電子加速實驗，獲得了高品質的10~40MeV加速電子束流。通過該項目的研究，對基於雷射電漿的新型加速器原理和技術有了深入了解，為該學科的深入研究和人才培養打下了很好的基礎。同時在該項目研究基礎上，已嘗試開展基於電子束探針的電漿尾場結構診斷研究以及相關的先進束流診斷方法研究。
