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oe1(光电查) - 科学论文

28 条数据
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  • 极紫外多层膜在间隔层材料吸收边附近的角带宽与光谱带宽

    摘要： 用于极紫外（EUV）波段的高分辨率成像系统基于多层膜光学技术。当前代EUV光刻采用宽带锡激光等离子体（Sn LPP）光源，这需要宽带反射镜以充分利用光源功率。另一方面，使用自由电子激光（FEL）或同步辐射作为EUV光源始终存在可能性。FEL能产生波长可调的极高亮度窄带EUV光，此时反射镜的光谱带宽不再构成限制。本文探讨了改用不同波长（若采用FEL光源）带来的影响。例如已知钼/硅（Mo/Si）多层膜的反射率在接近硅L吸收边时会提升，而光谱带宽会下降——但角带宽（及其与光谱带宽的关联）的变化规律通常被忽略，有时甚至假定这些带宽存在相关性。对于具有衍射极限分辨率的大孔径EUV光学系统而言，反射镜的角接受度也是关键参数。我们证明：几种多层膜系统（Mo/Si、Mo/Be、Ru/Si、Ru/B、La/B）的角带宽实际上会在接近间隔层吸收边时增大（与光谱带宽变化趋势相反）。通过研究该效应，发现其源于这些多层组合中各材料光学常数变化的相互作用。我们还对13.5nm和12.6nm波长下Mo/Si多层膜的角带宽进行了实验验证，结果与计算相符。

    关键词： 多层结构，自由电子激光器，极紫外光刻技术

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 拉盖尔-高斯模激光加热器用于自由电子激光器中微聚束不稳定性的抑制

    摘要： 由束流集体效应驱动的微聚束不稳定性（MBI）对高亮度储存环、直线加速器和自由电子激光器（FELs）具有显著危害。已知通过激光加热器为电子束引入微量能散是抑制该不稳定性的有效方法，而引入能散的分布形态会极大影响MBI抑制效果——这可通过调控加热器激光的横向光强分布来实现。本研究首次在直线相干光源装置上，通过采用LG01横向激光模式实现了MBI的有效抑制，并与传统高斯横向激光模式进行了对比实验验证。我们通过纵向相空间分析与相干辐射光谱等多项下游测量手段，系统表征了不同模式对MBI抑制的效果差异。同时探讨了LG01光束整形在软X射线自种子FEL发射中的关键作用——该模式作为FEL最先进的运行方式之一，其MBI的可控抑制至关重要。

    关键词： 自由电子激光器、微束不稳定性、LG01模式、激光加热器、软X射线自种子自由电子激光、高斯模式、微束不稳定性抑制

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 角色散增强的预聚束用于在储存环中产生超短相干极紫外和软X射线自由电子激光的种子光

    摘要： 预聚束是一种有效技术，可缩短基于储存环的自由电子激光器（FEL）中辐射的饱和长度，并提高纵向相干性与输出稳定性。本文提出一种利用角色散来增强高次谐波聚束的新技术，该技术仅需极小的激光诱导能量展宽。此方法能有效缩短辐射饱和长度，且不会显著降低FEL的峰值功率。数值模拟表明：基于衍射极限储存环，通过10米长的波荡器，该技术可实现100兆瓦量级、完全时间相干的极紫外与软X射线辐射脉冲的飞秒级产生。

    关键词： 角色散、自由电子激光器、预聚束、储存环、高次谐波聚束、辐射饱和长度、超短脉冲、极紫外（EUV）

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [2019年IEEE第八届先进光电子学与激光国际会议（CAOL）-保加利亚索佐波尔（2019.9.6-2019.9.8）] 2019年IEEE第八届先进光电子学与激光国际会议（CAOL）-小波分析与色彩空间分解在人体荧光标记组织图像研究中的应用

    摘要： 在直线相干光源（LCLS）X射线自由电子激光装置中，激光"加热器"被用于在电子束上产生20千电子伏的不相关能量展宽，以抑制下游束流压缩器中的微聚束不稳定性。本文描述了一种采用发射度分配的替代方案——通过将相空间体积从横向维度转移到纵向维度来产生能量展宽。对于LCLS相关的束流参数，在引发相同能量展宽的情况下，可使横向发射度乘积降低约六倍，而优化装置设置后还有进一步提升空间。

    关键词： 粒子加速器、电子束、自由电子激光器、电子加速器

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [IEEE 2018年第43届国际红外、毫米波和太赫兹波会议（IRMMW-THz2018） - 日本名古屋（2018.9.9-2018.9.14）] 2018年第43届国际红外、毫米波和太赫兹波会议（IRMMW-THz） - 中国工程物理研究院太赫兹自由电子激光装置激射与饱和特性研究

    摘要： 中国工程物理研究院（CAEP）自2011年10月起正在建设一座高功率太赫兹自由电子激光（FEL）装置。该FEL装置的辐射频率设计范围为1~3太赫兹，平均输出功率约10瓦。2017年8月29日首次获得CAEP太赫兹FEL（CTFEL）装置激光输出，随后于2017年9月20日观测到饱和运行状态。辐射频率依次为1.99太赫兹、2.41太赫兹和2.92太赫兹，平均输出功率大于10瓦，最大输出功率约20瓦，微脉冲峰值功率大于0.5兆瓦。通过优化CTFEL光学谐振腔，确保了宽范围波长可调谐与高功率运行。本文介绍了该装置的主要设计参数及当前建设进展。

    关键词： 自由电子激光器，激射，中国工程物理研究院，饱和，自由电子激光，太赫兹

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • EuPRAXIA设施中的自由电子激光性能

    摘要： 在过去90年里，粒子加速器已发展成为基础研究、工业、医学和科学领域中强大且广泛应用的工具。一种利用等离子体尾波场的新式加速器有望实现每米数十亿电子伏特的加速梯度，这将催生体积更小的加速器，适用于各类基础与应用研究。其中一个目标应用是等离子体驱动的自由电子激光器（FEL），其通过电子在波荡器的周期性磁场中运行来产生可调谐相干光。本研究分析了EuPRAXIA框架下设计的具有最优特性的等离子体电子束在自由电子激光性能方面的表现。

    关键词： 自由电子激光器、波荡器磁铁、激光等离子体加速器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 采用高束团电荷电子束实现太赫兹自由电子激光的极高强度运行

    摘要： 大阪大学基于L波段（1.3 GHz）电子直线加速器搭建的自由电子激光器（FEL），通过将电子束团电荷量从常规模式（108 MHz模式）的1 nC提升至新模态（27 MHz模式）的4 nC——即利用电子枪栅极脉冲器将电子束团间隔扩展为原先四倍，在保持直线加速器束流负载不变的前提下，以1.3 GHz的第48次分谐波频率（27 MHz）产生重复频率为27 MHz、脉宽5 ns的系列脉冲——从而获得了更高强度的太赫兹光束。实测数据显示：该27 MHz模式下由大量微脉冲组成的FEL宏脉冲能量最高达28.5 mJ（对应波长约65 μm或频率4.6 THz），显著高于108 MHz模式13 mJ的宏脉冲峰值能量；根据4 μs宏脉冲持续时间和36.9 ns微脉冲间隔计算，该模式下使用110个微脉冲时单微脉冲最大能量约260 μJ，较常规模式及同波段/频段其他FEL的微脉冲能量高出近十倍。

    关键词： 自由电子激光器（FEL）、太赫兹（THz）、电子束、高电荷量

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 用于通量依赖光谱测量的TeraFERMI电光采样装置

    摘要： TeraFERMI是位于意大利的里雅斯特FERMI自由电子激光装置中的太赫兹束线。它利用超辐射相干渡越辐射发射，产生强度为10至100微焦耳、光谱范围可扩展至12太赫兹的太赫兹脉冲。该装置可用于开展非线性、注量依赖型太赫兹光谱学研究及太赫兹泵浦/红外探测测量。本文描述了我们设施中目前使用的基于电光取样的光学系统，并讨论了从本源测量的代表性太赫兹电场分布特性。实测电场分布可理解为两个不同长度电子束团叠加发射的结果，这与电子束动力学模拟预测相符。

    关键词： 太赫兹光谱学、自由电子激光器、非线性光学

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • [IEEE 2019年第23届机电一体化技术国际会议(ICMT) - 意大利萨莱诺(2019.10.23-2019.10.26)] 2019年第23届机电一体化技术国际会议(ICMT) - 强化学习在种子自由电子激光强度控制中的应用研究

    摘要： 粒子加速器的优化是一项具有挑战性的任务，多年来人们提出了多种不同方法，以实现设备的最佳调谐并使其在漂移或干扰下仍能保持最优状态。事实上，传统的无模型方法（如梯度上升算法或极值搜索算法）存在固有局限性。为克服这些局限，机器学习技术——特别是强化学习——在粒子加速器领域正受到越来越多的关注。本文旨在将一种基于激光轨迹的通用目标函数的无模型强化学习方法应用于种子激光的对准研究。该研究聚焦于意大利的里雅斯特同步辐射实验室自由电子激光装置FERMI的激光对准问题。我们特别采用线性函数逼近的Q学习方法，并报告了在实际部署环境下获得的实验结果。尽管该方法较为简单，但我们获得了令人满意的初步成果，这标志着向种子激光与电子束全自动对准流程迈出了第一步——目前这种叠加操作仍需人工完成。

    关键词： 自由电子激光器、粒子加速器、Q学习、强化学习、机器学习

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [IEEE 2019化合物半导体周（CSW）- 日本奈良（2019.5.19-2019.5.23）] 2019化合物半导体周（CSW）- 基于光子晶体纳米腔阵列的拓扑边缘态激光器

    摘要： 在下一代光源中，高亮度电子束通过自由电子激光构型产生光线，供科学家和工程师在众多研究领域使用。此类光源的高亮度电子束具有低横向与纵向发射度、高峰值电流以及低切片发射度和能散等特性。在加速过程及向光子产生元件传播过程中，最优生成并保持这种高亮度电子束对光源的质量和性能至关重要。为了解下一代光源加速段电子束的相空间，我们采用工作于偏转模式的射频腔，结合磁谱仪和成像系统，对低（250 MeV）和高（1.2 GeV）电子能量进行测量。这种高分辨率、高能系统是FERMI光源优化和控制电子束的关键诊断工具，该光源可产生VUV至软X射线波长范围内的完全横向与纵向相干光。该装置位于直线加速器末端，以提供最接近光子产生束线入口处的纵向相空间信息。本文描述了针对高能（1.2 GeV）工况的横向偏转腔结构诊断系统的设计、制造、表征、调试及运行实施。

    关键词： 电子束偏转、自由电子激光器、粒子束测量、电子加速器

    更新于2025-09-19 17:13:59