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基于圆柱形超导射频腔中高阶模式的束流相位恢复
摘要： 在超导腔内控制束流相位相对于加速射频场，在许多加速器应用中都很重要，对自由电子激光装置尤为重要。标准做法通常是通过束流感应瞬态场相对于时序参考来推断相位。本文报道了一种基于束流激发的高阶电磁模式与加速电磁模式（二者可通过同一耦合器便捷获?。┑男滦褪飨辔徊舛ǚ椒?。单极模不受电子束偏移影响，因此最适合此项任务。我们采用耦合电路模型辅助方法开发并快速评估其可行性?；诟玫缏纺Ｐ偷哪Ｄ獗砻?，该系统的分辨率关键取决于信噪比。在德国欧洲X射线自由电子激光装置（XFEL）上，我们通过测试装置进行了基于束流的测量。采用这种新方法，我们常规可获得0.1°的分辨率，当前设置下观测到的最佳分辨率为0.03°。这些结果与电路模型预测高度吻合。本研究系统可为欧洲XFEL当前采用的低电平射频系统提供诊断信息，相关电子设备正在研发中。该监测器是首个能直接在线测量束流相对于射频场相位的同类设备。
关键词： 高阶模、加速器应用、束流相位恢复、自由电子激光、超导射频腔
更新于2025-09-23 15:21:21
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镍掺杂二氧化钛薄膜的改性激光等离子体源制备方法及其光催化应用
摘要： 我们报道了一项关于采用激光烧蚀技术制备纯TiO?薄膜和镍掺杂TiO?薄膜的研究。本工作的创新点在于：通过改进的激光离子源，在单一工艺过程中同时实现合成与掺杂——该技术可同步进行脉冲激光沉积（PLD）和低能离子注入（采用后加速方法）。具体而言，以金红石靶材为起始材料，通过PLD法制备了两组二氧化钛薄膜。其中一组薄膜采用20 kV电压加速的镍离子进行掺杂，经法拉第杯测定总注入剂量为1×101? ions/cm2。采用拉曼光谱分析了所得TiO?薄膜的晶相结构。以亚甲基蓝为探针、在紫外光照射下测得：镍掺杂二氧化钛薄膜的光催化活性显著高于纯TiO?薄膜。
关键词： 等离子体生成（激光产生、射频产生、X射线产生）、加速器应用、等离子体诊断 - 探针
更新于2025-09-23 15:21:01
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在惯性聚变碳离子快速点火相关条件下，利用紫外激光加速碳离子束
摘要： 采用二维三维粒子模拟程序，数值研究了100千焦、1皮秒、KrF紫外激光在氘氚聚变离子快速点火(IFI)相关条件下产生的碳离子束特性，并验证了实现IFI所需离子束参数的可能性。研究针对不同厚度(LT)的平板碳靶及靶上不同激光光阑(dL)开展碳离子加速数值模拟，同时保持激光脉宽和能量恒定。研究发现辐射压加速(RPA)机制与鞘层加速机制均显著影响离子束特性——较厚靶材(LT约10-30微米)时RPA占主导地位。离子束参数很大程度上取决于靶材厚度及离靶距离：当LT从3微米增至30微米时，平均与最大离子能量递减；而离子束强度、束流能量注量及"有效部分"(光阑≤50微米)的总能量在LT约5-10微米时达到峰值。当LT取最优值且离靶距离x较小(x约LT)时，离子束参数接近或超过IFI需求值。但由于离子束存在角发散，随着离靶距离增大，束流强度与注量会衰减，当x≥0.5毫米时其参数将低于聚变点火要求值。要达到该标准，需采用更高激光能量和/或更精密的离子加速方案。
关键词： 离子源、加速器应用、加速器建模与仿真
更新于2025-09-19 17:13:59
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激光氢化金属靶产生的质子束
摘要： 本文报道了一项关于通过激光与氢化固体靶材相互作用产生质子束的研究，该研究有助于开发用于医疗应用（如强子治疗和同位素生产）的新型辐射源。靶材的氢化处理在激光与物质相互作用之前完成。本研究中，我们采用纯钛(Ti)、钽(Ta)和铝(Al)作为固体靶材，首先通过KrF准分子激光（辐照强度I=3×10^7 W/cm2）进行激光清洁处理，随后在持续通入高纯度氢气（HiQ Hydrogen 6.0）的条件下接受激光辐照（1500个脉冲，I=3×10^7 W/cm2）。之后将靶材在氢气流中保持5分钟以促进进一步氢吸附。我们报告了在1.3、2.5和5.0 J/cm2能量密度下进行的激光烧蚀测量结果。数据显示，与未处理的对照样品相比，氢化靶材的质子产额分别提升了25%（钛）、64%（铝）和550%（钽）。
关键词： 等离子体生成（激光产生、射频产生、X射线产生）、离子源（正离子、负离子、电子回旋共振（ECR）、电子束离子源（EBIS））、加速器应用
更新于2025-09-19 17:13:59