中物院高功率THz FEL装置的理论分析和优化设计 被引量：13

1

作者 窦玉焕 束小建 +2 位作者 邓德荣 杨兴繁 黎明 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期662-666,共5页

在1～3THz频段内设计了11个分点频率,对每一频率的对应的场强和电子束能量进行了选取和计算。模拟结果表明:采用目前参数基本能够达到设计要求;辐射频段在2.6THz附近时装置输出功率和增益都比较高,可以先锁定这个频段附近进行实验的调试... 在1～3THz频段内设计了11个分点频率,对每一频率的对应的场强和电子束能量进行了选取和计算。模拟结果表明:采用目前参数基本能够达到设计要求;辐射频段在2.6THz附近时装置输出功率和增益都比较高,可以先锁定这个频段附近进行实验的调试;在长波段即1THz左右时,滑移效应显著,腔增益和输出功率较低,实验实现比较困难,因此在1THz频段附近必须积极想办法来提高输出功率。 展开更多

关键词 自由电子激光 光腔 太赫兹 数值模拟

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远红外自由电子激光光腔改进的模拟分析 被引量：6

2

作者 窦玉焕 束小建 王元璋 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1345-1348,共4页

提出在中物院远红外自由电子激光光腔中全程采用波导对光场进行约束，利用计算光束与电子束横向叠合因子分析了光腔中是否加入波导管对腔内净增益的影响。模拟了减小波导管间隙和提高扭摆器峰值磁场场强对腔内增益的影响。3维数值模拟... 提出在中物院远红外自由电子激光光腔中全程采用波导对光场进行约束，利用计算光束与电子束横向叠合因子分析了光腔中是否加入波导管对腔内净增益的影响。模拟了减小波导管间隙和提高扭摆器峰值磁场场强对腔内增益的影响。3维数值模拟计算表明在光腔中加入波导使扭摆器净增益由-6％提高到约25％；波导管的间隙每缩小2mm，腔内净增益提高7％～15％；场强每提高0．02T，腔内净增益可增加5％～10％。 展开更多

关键词 远红外自由电子激光 波导 数值模拟 净增益

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中物院高功率THz FEL装置波导的物理设计 被引量：2

3

作者 窦玉焕 束小建 +2 位作者 徐勇 杨兴繁 黎明 《太赫兹科学与电子信息学报》 2017年第5期702-706,共5页

针对中物院高功率太赫兹自由电子激光(THz FEL)装置,结合目前FEL实验的实际情况,完成了THz波段波导光腔对光腔品质影响的理论分析和模拟计算,确定了不同频段实验所需合适的波导间隙。理论分析与数值模拟表明,光腔加入波导管后减少了腔损... 针对中物院高功率太赫兹自由电子激光(THz FEL)装置,结合目前FEL实验的实际情况,完成了THz波段波导光腔对光腔品质影响的理论分析和模拟计算,确定了不同频段实验所需合适的波导间隙。理论分析与数值模拟表明,光腔加入波导管后减少了腔损耗,使腔内增益提高约30%。完成了不同波导间隙在不同频段的影响计算,并确定了不同频段合适的波导间隙。进一步考察了波导间隙在14 mm和22 mm时对光腔质量及品质的影响。 展开更多

关键词 自由电子激光 太赫兹 光腔 波导 数值模拟

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SASE自由电子激光起振问题及统计特性的数值模拟 被引量：3

4

作者 窦玉焕 束小建 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期857-861,共5页

　介绍一种自放大自发辐射自由电子激光(SASEFEL)的自发辐射和电子束噪声的数学描述,运用修正的一维非定态程序,对SASEFEL起振问题及光场统计特性进行了数值模拟,分析了自发辐射谱的发展过程及一定频带宽度内光场随机特性的统计规律,数... 　介绍一种自放大自发辐射自由电子激光(SASEFEL)的自发辐射和电子束噪声的数学描述,运用修正的一维非定态程序,对SASEFEL起振问题及光场统计特性进行了数值模拟,分析了自发辐射谱的发展过程及一定频带宽度内光场随机特性的统计规律,数值模拟结果与理论结果符合较好。 展开更多

关键词 自由电子激光 自放大自发辐射 统计特性 光谱 数值模拟 起振问题

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THz自由电子激光椭圆型耦合输出光腔 被引量：2

5

作者 窦玉焕 束小建 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1455-1459,共5页

在对中国工程物理研究院高功率太赫兹(THz)自由电子激光(FEL)装置理论分析和设计的基础上,针对目前THz FEL光腔设计面临的主要难点,提出了椭圆型耦合输出光腔的设计方案,并对椭圆型耦合输出光腔代替传统FEL光腔的优势、光腔品质、耦合... 在对中国工程物理研究院高功率太赫兹(THz)自由电子激光(FEL)装置理论分析和设计的基础上,针对目前THz FEL光腔设计面临的主要难点,提出了椭圆型耦合输出光腔的设计方案,并对椭圆型耦合输出光腔代替传统FEL光腔的优势、光腔品质、耦合效率等进行了分析研究。研究表明,椭圆型耦合光腔的设计更适合目前THz FEL波导光腔的光斑特点,可使光腔输出功率提高33%以上,输出耦合效率即光腔品质可提高30%～70%;随着辐射频率的提高,椭圆孔耦合输出光腔的优势提高更为明显。 展开更多

关键词 太赫兹 自由电子激光 光腔 耦合设计

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边耦合光腔用于远红外FEL的分析 被引量：1

6

作者 窦玉焕 束小建 王元璋 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期1167-1170,共4页

　模拟了边耦合输出用于FIRFEL的可实用性,证明这种输出方式适合于远红外FEL。分析且模拟了光腔各种输出参数(如输出功率、腔增益、耦合效率等)随输出镜尺寸及位置的变化规律,找出了最佳的输出镜尺寸及位置。并对谐振腔有漂移管和无漂... 　模拟了边耦合输出用于FIRFEL的可实用性,证明这种输出方式适合于远红外FEL。分析且模拟了光腔各种输出参数(如输出功率、腔增益、耦合效率等)随输出镜尺寸及位置的变化规律,找出了最佳的输出镜尺寸及位置。并对谐振腔有漂移管和无漂移管两种情况进行了比较。通过移动或者更换输出镜(输出反射镜),改变输出镜尺寸和位置,可以灵活地选择和调节光腔的Q值。能适应实验不同阶段的需要:例如在实验初期可以提高Q值,增大净增益;而在做饱和实验时可以增大输出,使输出功率最大。 展开更多

关键词 自由电子激光 远红外 光腔 耦合器

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中物院1~4.2 THz FEL装置波导谐振腔优化设计

7

作者 窦玉焕 束小建 +3 位作者 吴岱 徐勇 杨兴繁 黎明 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期70-74,共5页

针对中物院高功率太赫兹自由电子激光(THz FEL)装置,结合FEL光腔振荡器实验的实际情况,提出了全波导近共心谐振腔设计方案。完成了THz波段波导光腔对光腔品质影响的理论分析和模拟计算,确定了波导设计尺寸为14 mm和22 mm。同时针对最初... 针对中物院高功率太赫兹自由电子激光(THz FEL)装置,结合FEL光腔振荡器实验的实际情况,提出了全波导近共心谐振腔设计方案。完成了THz波段波导光腔对光腔品质影响的理论分析和模拟计算,确定了波导设计尺寸为14 mm和22 mm。同时针对最初实验调试过程中无法出光饱和的问题,提出将波导更换为22 mm大尺寸波导的建议,波导更换后很快在2.56 THz获得饱和出光。另外针对实验频段无法覆盖到1~2 THz的问题,我们通过波导内壁粗糙度进行分析判断,提出采用14 mm铜材质的全波导FEL振荡器的设计方案,采用该方案后,实验成功将辐射频段拓展到0.7~4.2 THz,获得饱和输出。 展开更多

关键词 自由电子激光 太赫兹 光腔 波导 理论设计

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SASE自由电子激光不同带宽统计特性的数值模拟

8

作者 窦玉焕 束小建 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期229-233,共5页

对自放大自发辐射自由电子激光不同带宽光场统计特性进行了数值模拟。分析了一定频带宽度内光场随机特性的统计规律,模拟结果表明,在较宽的谱线宽度内光脉冲分布规律基本符合Υ函数分布,在较窄的谱线宽度内其分布规律服从负指数分布。... 对自放大自发辐射自由电子激光不同带宽光场统计特性进行了数值模拟。分析了一定频带宽度内光场随机特性的统计规律,模拟结果表明,在较宽的谱线宽度内光脉冲分布规律基本符合Υ函数分布,在较窄的谱线宽度内其分布规律服从负指数分布。数值模拟结果与理论结果和实验结果符合较好。 展开更多

关键词 自由电子激光 自放大自发辐射 统计特性 光谱 数值模拟

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高平均功率太赫兹自由电子激光装置设计 被引量：13

9

作者 许州 杨兴繁 +12 位作者 黎明 束小建 鲁向阳 黄文会 窦玉焕 王汉斌 柏伟 沈旭明 徐勇 邓德荣 单李军 张德敏 陈亚男 《太赫兹科学与电子信息学报》 2013年第1期1-6,共6页

为满足材料和生物医学等研究需要，中国工程物理研究院（中物院）提出了高平均功率太赫兹自由电子激光（THzFEL）用户装置研制项目。该装置采用准连续波运行的工作模式，太赫兹平均功率约为10W。通过调节电子束能量和摇摆器的磁场强度... 为满足材料和生物医学等研究需要，中国工程物理研究院（中物院）提出了高平均功率太赫兹自由电子激光（THzFEL）用户装置研制项目。该装置采用准连续波运行的工作模式，太赫兹平均功率约为10W。通过调节电子束能量和摇摆器的磁场强度，装置输出波长可在100gin（3THz）～300μm（1THz）进行调节，以满足不同用户的研究需要。装置主要包括电子源、主加速器、混合型摇摆器、激光谐振腔、太赫兹传输与探测系统等。装置将使用直流高压光阴极注入器作为电子源，主加速器为超导加速器，超导加速器后的电子束能量约8MeV。该装置将建立成为一个用户装置。 展开更多

关键词 太赫兹 自由电子激光 光阴极注入器 超导加速器

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高平均功率自由电子激光太赫兹源波荡器物理设计 被引量：3

10

作者 闫陇刚 邓德荣 +2 位作者 窦玉焕 黎明 杨兴繁 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第B05期153-157,共5页

讨论了高平均功率自由电子激光太赫兹源波荡器的物理设计,在确定了波荡器周期、周期数、峰值磁场强度范围和调制参数范围等总体参数后,选用混合型Halbach结构为波荡器的基本结构,永磁块长宽高为8cm×1.3cm×6cm,磁极长宽高为5cm... 讨论了高平均功率自由电子激光太赫兹源波荡器的物理设计,在确定了波荡器周期、周期数、峰值磁场强度范围和调制参数范围等总体参数后,选用混合型Halbach结构为波荡器的基本结构,永磁块长宽高为8cm×1.3cm×6cm,磁极长宽高为5cm×0.6cm×4.8cm。波荡器工作在变间隙模式下,间隙为1.81～3.05cm时,波荡器峰值磁场为0.529～0.184T,好场区为3.02～2.13cm。同时,考虑到波荡器磁场误差对自由电子激光的影响,提出了波荡器各参数误差,并对波荡器端部设计进行了重点讨论。 展开更多

关键词 自由电子激光 波荡器 太赫兹源 高平均功率

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太赫兹自由电子激光光腔光子晶体镜的设计 被引量：3

11

作者 鲍献丰 窦玉焕 +1 位作者 王小军 束小建 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期77-81,共5页

利用传输矩阵法对太赫兹自由电子激光光腔光子晶体镜进行了模拟设计,中心波段在1～3THz。对光腔镜的光子晶体结构参数如介质厚度、层数、折射率与反射率的关系等进行了研究,并给出了一维光子晶体用于高反镜的设计方法。通过对耦合输出... 利用传输矩阵法对太赫兹自由电子激光光腔光子晶体镜进行了模拟设计,中心波段在1～3THz。对光腔镜的光子晶体结构参数如介质厚度、层数、折射率与反射率的关系等进行了研究,并给出了一维光子晶体用于高反镜的设计方法。通过对耦合输出镜光子晶体中引入缺陷层情况的数值模拟,发现通过对缺陷层的调节设计,可以实现耦合输出率的可调谐;并给出了可用于THz自由电子激光光腔耦合输出镜的调节方法。通过对介质层厚度的调节设计,可以实现反射光谱的整体移动,从而实现宽谱可调谐,扩大了高反镜及耦合输出镜的调节范围。 展开更多

关键词 自由电子激光器 光腔 太赫兹 光子晶体 可调谐

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紧凑型自由电子激光太赫兹源研究进展 被引量：5

12

作者 黎明 柏伟 +7 位作者 杨兴繁 沈旭明 王汉斌 窦玉焕 束小建 陈天才 陈亚男 刘婕 《信息与电子工程》 2011年第3期342-346,共5页

研制了一种具有两路微波馈入的新型热阴极微波电子枪和满足实验要求的主加速器增能段,介绍了该项目中的热阴极微波电子枪和主加速器的物理设计、数值模拟以及摇摆器测试结果等,并进行了初步热测实验。测得电子束能量约6.7 MeV,能散0.95%... 研制了一种具有两路微波馈入的新型热阴极微波电子枪和满足实验要求的主加速器增能段,介绍了该项目中的热阴极微波电子枪和主加速器的物理设计、数值模拟以及摇摆器测试结果等,并进行了初步热测实验。测得电子束能量约6.7 MeV,能散0.95%,归一化发射度13.5πmm.mrad。 展开更多

关键词 太赫兹 热阴极 微波电子枪 主加速器

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自由电子激光放大啁啾脉冲的数值模拟 被引量：1

13

作者 彭堂超 束小建 窦玉焕 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期533-536,共4页

利用1维非定态程序对单程自由电子激光(FEL)放大器放大线性啁啾脉冲的过程进行了数值模拟,得到了不同啁啾参数的脉冲通过FEL放大器的增益曲线,计算了不同啁啾参数的脉冲被单程FEL放大器放大后的腔外压缩情况。通过对数值模拟结果的定性... 利用1维非定态程序对单程自由电子激光(FEL)放大器放大线性啁啾脉冲的过程进行了数值模拟,得到了不同啁啾参数的脉冲通过FEL放大器的增益曲线,计算了不同啁啾参数的脉冲被单程FEL放大器放大后的腔外压缩情况。通过对数值模拟结果的定性分析得出:影响输出脉冲宽度和峰值功率的主要因素是FEL放大器的增益线宽和啁啾参数,并以此说明,通过先使用FEL放大器放大啁啾脉冲、然后再将其在腔外压缩的方法产生超短脉冲FEL是可行的。 展开更多

关键词 自由电子激光 放大器 啁啾脉冲 数值模拟

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能量啁啾电子束自由电子激光放大啁啾脉冲

14

作者 束小建 彭堂超 窦玉焕 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1807-1810,共4页

提出采用具有能量啁啾电子束的自由电子激光放大器放大啁啾脉冲,分析说明了它的工作机理和滑移现象对其的影响。采用研制的1维非定态程序GOFEL-P,对能量啁啾自由电子激光放大器放大啁啾脉冲的过程进行了数值模拟和分析,计算了不同啁啾... 提出采用具有能量啁啾电子束的自由电子激光放大器放大啁啾脉冲,分析说明了它的工作机理和滑移现象对其的影响。采用研制的1维非定态程序GOFEL-P,对能量啁啾自由电子激光放大器放大啁啾脉冲的过程进行了数值模拟和分析,计算了不同啁啾参数的脉冲被放大后的腔外压缩情况。结果表明:与单能电子束时相比,能量啁啾自由电子激光可以放大具有更大啁啾参数的啁啾脉冲,使压缩后的脉冲峰值功率增大至568 GW,脉冲宽度缩短至2.29 fs,大幅增强自由电子激光放大啁啾脉冲以及腔外压缩脉冲的效果。 展开更多

关键词 自由电子激光 放大器 能量啁啾电子束 啁啾脉冲 数值模拟

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半导体非对称阶梯量子阱结构的二阶非线性极化率

15

作者 温诚忠 窦玉焕 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第2期212-214,共3页

为优化二次谐波产生器件的性能 ,研究和开发新的非线性光学材料 ,对半导体非对称阶梯量子阱结构的性质进行了研究。计算了共振增强效应下的二阶非线性光学系数 χ( 2 )2ω ,给出了 χ( 2 )2ω 随阱宽、阶梯的高度和宽度、势垒宽度、入... 为优化二次谐波产生器件的性能 ,研究和开发新的非线性光学材料 ,对半导体非对称阶梯量子阱结构的性质进行了研究。计算了共振增强效应下的二阶非线性光学系数 χ( 2 )2ω ,给出了 χ( 2 )2ω 随阱宽、阶梯的高度和宽度、势垒宽度、入射波长等因素变化的规律。 展开更多

关键词 非线性光学 半导体物理 阶梯势阱 二阶非线性极化率 非对称阶梯量子阱结构 阱宽 势垒宽度

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稳定波长反馈引起的失谐对自由电子激光的影响

16

作者 谭长宜 窦玉焕 束小建 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期808-812,共5页

利用修改的一维非定态程序,基于美国杰弗逊实验室(JLab)Demo自由电子激光装置的参数,对高功率自由电子激光振荡器稳定波长的反馈系统进行了数值模拟。电子微脉冲为高斯型分布,每个纵向网格中取16个模拟宏电子,不考虑电子束的能散度。结... 利用修改的一维非定态程序,基于美国杰弗逊实验室(JLab)Demo自由电子激光装置的参数,对高功率自由电子激光振荡器稳定波长的反馈系统进行了数值模拟。电子微脉冲为高斯型分布,每个纵向网格中取16个模拟宏电子,不考虑电子束的能散度。结果表明当无反馈时,腔内光功率和波长都可以在一定范围内稳定;加入反馈后,由于电子束能量的变化所引起的等效失谐对整个系统有着重要的影响,甚至可能导致电子和光场失去相互作用,从而使得装置不能工作。提出应该在光场达到饱和以后再启动稳定波长反馈系统。模拟结果证明,该实施方案是合理有效的,可以避免其对FEL运行的严重影响。 展开更多

关键词 自由电子激光 稳定波长负反馈 数值模拟 失谐

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CAEP太赫兹自由电子激光首次饱和出光 被引量：9

17

作者 黎明 杨兴繁 +31 位作者 许州 束小建 鲁向阳 黄文会 王汉斌 窦玉焕 沈旭明 单李军 邓德荣 徐勇 柏伟 冯第超 吴岱 肖德鑫 王建新 罗星 周奎 劳成龙 闫陇刚 张鹏 张浩 和天慧 林司芬 潘清 李相坤 李鹏 刘宇 杨林德 刘婕 张德敏 李凯 陈亚男 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1-2,共2页

中国工程物理研究院基于超导射频直线加速器的谐振腔型太赫兹自由电子激光(CTFEL)于2017年8月29日16时首次饱和出光,并稳定运行,中心频率2.56THz,谱宽1.9%,宏脉冲平均功率大于5.7 W。

关键词 自由电子激光 太赫兹 光阴极直流高压电子枪 射频超导加速器 平面型波荡器

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绿盲蝽在蒜套棉田的发生规律及防治措施 被引量：2

18

作者 王腾飞 王英超 窦玉焕 《中国棉花》 北大核心 2008年第8期32-33,共2页

关键词 发生规律 绿盲蝽 棉田 大蒜 防治 种植模式 抗虫棉品种 耕地面积

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金乡县大蒜田迟眼蕈蚊发生规律初探

19

作者 刘奎成 张跃峰 +3 位作者 窦玉焕 商泽宇 何世强 李红梅 《农业科技通讯》 2023年第1期227-231,共5页

大蒜产业是著名的“大蒜之乡、世界蒜都”金乡县的农业经济支柱。2014年以来,大蒜田迟眼蕈蚊(简称韭蛆)危害逐年严重,已成为当地制约大蒜产业发展的最主要因素之一。为明确蒜田韭蛆发生规律,为蒜田韭蛆的科学防控提供理论依据,笔者在冬... 大蒜产业是著名的“大蒜之乡、世界蒜都”金乡县的农业经济支柱。2014年以来,大蒜田迟眼蕈蚊(简称韭蛆)危害逐年严重,已成为当地制约大蒜产业发展的最主要因素之一。为明确蒜田韭蛆发生规律,为蒜田韭蛆的科学防控提供理论依据,笔者在冬前及早春对蒜田韭蛆进行了多年调查,并在3-5月(大蒜年后生长期)对其幼虫、成虫在蒜田消长规律进行了3年定点系统调查观察。结果表明,韭蛆在蒜田每年可发生3代,大蒜播后至冬前(10月上旬至11月底)为越冬代,主要以幼虫形态越冬,翌年3月上中旬为越冬代成虫羽化盛期;大蒜鳞芽分化至抽薹期(翌年3月下旬至4月中旬)为第1代幼虫发生盛期,4月中下旬为第1代成虫羽化盛期;大蒜抽薹后期至收获(4月下旬至5月中旬)为第2代幼虫发生盛期,大蒜收获后(5月中旬)不能完成世代发育的部分二代幼虫会转移到蒜田套种的辣椒等其他作物上继续为害。各世代虫龄不整齐,有世代重叠现象,春季一代为主害代,其次为二代,以越冬代为害最轻。 展开更多

关键词 大蒜 迟眼蕈蚊 发生规律 金乡县

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