中科院激光电子减速获创记实高亮度高品质电子束—往事

作者：黄辛源头：迷信网 www.sciencenet.cn 宣告光阴：2016/9/18 15:16:17 抉择字号：小中大

中科院激光电子减速获创记实高亮度高品质电子束

迷信网9月18日上海讯（记者黄辛）中科院上海光机所强场激光物理国家重点试验室徐至展院士、中科李儒新钻研员向导钻研团队，院激在超强超短激光驱动尾波场减速发生高亮度高品质电子束钻研中取患上突破性妨碍。光电高亮钻研团队提出了级联尾波场减速新妄想，减速记实突破了激光尾波场减速中能散度难以缩短等严正技术瓶颈，获创试验取患了高亮度高品质（200-600 MeV、度高电束能散0.4-1.2%、品质流强1-8 kA、往事网发散角∼0.2 rms mrad）的迷信高能电子束，电子束六维相空间亮度抵达1015-16A/m2/0.1%，中科远高于当初国内上报道的院激同类钻研服从，在国内上初次挨近了开始进的光电高亮直线减速器上所能取患上的电子束亮度。相关钻研下场于9月16日在线宣告于《物理品评快报》，减速记实上述论文被该国内物理学规模顶尖刊物优选（Editors’ Suggestion）为走光论文（Highlighted Articles）宣告。获创睁开小型化、度高电束低老本激光粒子减速器是迷信家们不断念兹在兹的目的。超强超短激光驱动的尾波场电子减速用具备比传统的射频减速器逾越三个量级以上的超高减速梯度，为实现小型化的高能粒子减速器等提供了全新技术道路，对于未来的同步辐射装置、逍遥电子激光以及高能物理钻研等也将带来深远的影响。近十年来，激光尾波场电子减速钻研已经取患上良多紧张妨碍，可是在发生高品质电子束方面还面临诸多灾题以及挑战，好比能散度缩短与晃动性提低等，使其在运用方面的钻研受到限度。近些年来上海光机所该钻研团队在激光尾波场电子减速倾向睁开了独具特色的钻研，国内上初次乐成实现级联双尾波场准单能高能电子减速妄想，试验取患了GeV级准单能电子束等紧张钻研下场。在本项钻研中又立异地妄想了级联尾波场减速新妄想，经由在两段级联的等离子体之间引入一段高密度等离子体，操作电子束的稳相减速及能量啁啾反转以及能散度缩短，克制了单级尾波场减速妄想中能散度无奈自力操作的技术瓶颈，试验取患了高品质（200-600 MeV、能散0.4-1.2%、流强1-8 kA、发散角∼0.2 rms mrad）的高能电子束。电子束各项紧张功能目的的周全提升，使患上电子束最高的六维相空间亮度抵达6.5×1015A/m2/0.1%，远高于当初国内上报道的同类钻研服从，也是激光电子减速在国内上初次挨近了开始进的直线减速器所能取患上的电子束亮度。三维粒子模拟也揭示，该级联减速新妄想可能实用的抑制电子的二次注入，实现电子束的稳相减速，并经由操作电子束的能量啁啾以及缩短能散度取患上低能散度、低发散角及高流强的高亮度高品质电子束。评审专家对于该钻研服从给以了高度评估：“该亮度是迄今激光尾波场减速器实现的最高记实”；“比照于从前的妄想，该妄想经由高密度区，恰当地操控了自注入电子束的注入位相...而且电子束的能量啁啾在减速历程中可能患上到抵偿...是一个新的妄想，在发生数百MeV具备千分之一级相对于能散并高电荷量的高品质、高亮度电子束方面取患了严正妨碍...”；“运用优化妄想的密度扩散发生了200-600 MeV的具备低能散度、低发散角的电子束...提出的新措施实现为了创记实的电子束流品质”。据悉，运用该妄想取患上的高亮度高能电子束运用于逆康普顿散射伽马射线源发生方面也取患了突破。运用该电子束与超强超短激光对于撞发生了超高亮度准单色MeV量级伽马射线源，其最高峰值亮度达3×1022 photons s-1 妹妹-2 mrad-2 0.1%BW，与国内上报道的同类伽马射线源亮度比照逾越一个量级以上，比传统伽马射线源同能区的峰值亮度后退了10万倍。当初，该钻研团队正在睁开小型化全光逍遥电子激光装置的研制使命。运用该级联尾波场减速新妄想乐成发生的高亮度高能电子束，将会清晰增长小型化逍遥电子激光等紧张规模的钻研历程。

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