IR-FEL光强及光斑测量系统研制

发布时间：2024-04-13 06:39

　　自由电子激光(Free Electron Laser,FEL)具有波长覆盖范围宽且连续可调、输出激光功率高、具有精细且可塑的脉冲结构、好的光束质量等一系列常规激光器所不具备的突出优点。基于以上优点FEL在材料化学、科研、能源、工业生产和医学等多个领域具有广阔的应用。基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置(FELiChEM)是建设于中国科学技术大学国家同步辐射实验室的一个红外自由电子激光的用户装置,包括一个红外自由电子激光(IR-FEL)光源和三个用户实验站。该大型实验装置的核心器件是两个自由电子激光振荡器,能够产生覆盖2.5-200μm光谱范围并且波长连续可调的中红外和远红外激光,它是一个专门的红外光源,旨在进行能源化学等方面的研究。本文根据红外自由电子激光装置输出光功率、波长、脉冲结构等理论设计参数,设计了适用于IR-FEL光强及光斑测量的系统。光强及光斑尺寸是自由电子激光的重要基本参数,对这两个参数的测量可以了解装置状态,为进一步的调试和运行提供重要依据。通过对自由电子激光的宏脉冲波形进行测量,不仅可以评估自由电子激光装置的增益和腔耗,同时可以计算出激光的光功率,判定是否饱和...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１典型自由电子激光装置工作原理图??

一效应称为滑移效应，通过一个磁铁周期的电子束产生的辐射光刚好超前这个电??子束一个波长的长度，由于滑移效应在后边的电子产生的光能够追上它之前的电??子并和它相互作用，辐射场经过增益后逐渐饱和，如图１．２所示。ＳＡＳＥ模式下??其结构简单且可工作于任意波段，较为吸引人的是工作于其他....

图１．３高增益高次谐波（ＨＧＨＧ）?ＦＥＬ??

?ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ：??Ｃ?ｏｈｅｒｅｎｔ?ｕ＾ｅｄ?ａｍｐｌｉｆｉｅｄ?ｔｏ?ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ??图１．２自放大自发辐射（ＳＡＳＥ）?ＦＥＬ??放大器型自由电子激光：和ＳＡＳＥ型ＦＥＬ?—样工作在高增益模式下。放大??器型ＦＥＬ是使用外加的种子激光，与电子束同时进入波荡....

图１．２自放大自发辐射（ＳＡＳＥ）?ＦＥＬ??

器型ＦＥＬ是使用外加的种子激光，与电子束同时进入波荡器产生相互作用，并??且放大，种子激光波长与自发辐射共振的波长相同；高次谐波产生型（ＨＧ）?ＦＥＬ??是对种子激光谐波进行放大，也是放大器ＦＥＬ的一种。如图１．３所示为放大器??ＦＥＬ工作原理图。它的工作波长以及调谐范围受到了种....

图１．４自由电子激光具有宏脉冲和微脉冲精细的时间结构??激光功率高，效率高

于前几代光源，具有更高的亮度。??精细稳定的时间结构。其时间结构精细稳定且可控，微脉冲在皮秒甚至飞秒??量级，如图１．４所示。??Ｍａｃｒｏｐｕｌｓｅ??■?Ｊｉｌｌ?．．１１１??＃．?％??Ｍｉｃｒｏｐｕｌｓｅ?／??＼?／?＼??ｍ??．４?ｋ??／?＼??９?％??」——....

本文编号：3952632