中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)成立于1964年5月,是我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所。发展至今,已形成以探索现代光学重大基础及应用基础前沿、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。研究...
中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)是我国建立最早、规模最大的激光专业研究所,成立于1964年,现已发展成为以探索现代光学重大基础及应用基础前沿研究、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。重...
上海光机所国际合作工作始终围绕上海光机所的主责主业,以服务重大任务和国家需求为牵引,强化目标导向,注重内外集成协同,加强重大国际合作任务的谋划。坚持“战略布局,需求牵引,技术引领,合作共赢”的原则,基于科技部授予的国家国际科技合作基地及本单位学科技术优势,围绕“一带一路”国家倡议,深化拓展与发达国家实质性合作,夯实海外机构建设,积极培育和发起国际大科学计划,加强国际组织任职推荐,组织相关国际会议等,汇聚各类国际人才,建立以“平台-人才-项目-组织”合作模式,融入全球创新合作网络,助力上海光机所成为国际一流科研机构。上海光机所国际合作一直得到所领导的高度重视,历届所长亲自主管国际合作。1972年,上海光机所接待诺贝尔奖的美籍华裔科学家杨振宁,标志着我所第一次对外开放。2007年,被科技部首批授予“科技部国际科技合作基地”。2016年,科技部首次对全国2006-2008年间认定的113家国际合作基地进行了评估,上海光机所获评“优秀”。2021年,科技部首次对全国719家国际合作基地进行了评估,上海光机所持续获评“ 优秀”。王岐山副主席到上海光机所视察时,对上海光机所近几年取得的系列科技成果,以及重大国际合作项目“中以高功...
作为我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所,和首批上海市科普教育基地之一,中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)在致力于科技创新的同时,十分重视科普工作。多年来,上海光机所借助科研院所强大的科普资源优势,围绕光学与激光科学技术,积极开展公众开放日、科普讲座、科技课堂、科普作品创...
超强激光科学卓越创新简报
(第二百零三期)
2021年6月18日
上海光机所在GeV量级超低能散的电子束研究方面取得新进展
中国科学院上海光学精密机械研究所强场物理国家重点实验室,依托于实验室自行研制的高性能200太瓦重频激光装置,在GeV量级超低能散电子束产生研究方面取得重要进展。研究团队提出了协同注入的机制,并利用激光的自聚焦演化实现电子束啁啾补偿,在实验上获得了GeV量级、能散低至2.4‰的高品质电子束,为台式化辐射源的研制提供了基础。相关研究成果发表于《物理评论快报》(Phys. Rev. Lett,126, 214801, 2021)。
研究团队通过设计特定的等离子体密度分布,来控制激光的自聚焦过程,进而对尾波场的非线性程度进行了调节,使得纵向加速场在激光散焦过程中能够从拥有跃变结构的高度非线性状态减弱为锯齿状结构的弱非线性态,该锯齿状加速场靠近空泡尾部的部分具有负斜率,可以用来对正能量啁啾的电子束进行补偿。通过控制激波与激光焦点位置可以使激光的自聚焦过程与电子的注入相位相匹配,从而保证电子在密度下降沿结束时注入。在加速场结构演变为锯齿状的过程中,电子束能够滑移回空泡尾部,从而实现对电子束的啁啾补偿。该方案利用单级的气体池结构即可实现近GeV,能散低至2.4‰的电子束,这也是目前国际激光尾波场加速电子领域中所获得的最小能散。
瞄准激光加速的重大发展需求,强场激光物理国家重点实验室研制了高性能的重频200 TW级超强超短激光,有效地提升了激光系统的聚焦光束质量和工作稳定性,并成功地应用于国家重大仪器专项[Opt. Laser Technol. 131, 106453, 2020],为相关的物理实验研究提供了优质的驱动光源。
相关的研究工作得到了国家自然科学基金委、中科院先导B类和中科院青促会和上海市自然科学基金等项目的支持。
图1 实验中测量得到的电子能谱。(a) 电子束的r.m.s.相对能散在2.4‰–4.1‰。(b) 图(a)中第13发电子束的空间电量积分图。
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