导读:本文包含了太赫兹辐射论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:技术,光学,杜克大学,光谱,脉冲,辐射计,激光。
太赫兹辐射论文文献综述
张健,吴倩文,孙朋飞[1]（2019）在《面向太赫兹辐射计应用的宽带接收机芯片》一文中研究指出设计一款工作在W波段的辐射计SOC芯片。该芯片采用商用0.1μm栅长的GaAs pHEMT工艺;内部集成低噪声放大器,IQ输出的零中频电阻混频器以及6倍频本振链。测试结果显示,该芯片工作频率为85～110 GHz,中频带宽大于10 GHz,本振需求低于16 GHz&6 dBm;工作频带内整个接收机电路的变频增益大于7 dB,特别在98～105 GHz频带内平坦度优于±0.5 dB。此外,该芯片实现了优于35 dBc的镜频抑制,极大降低了接收电路前级滤波器的需求。(本文来源于《无线电通信技术》期刊2019年06期）
方波,戚岑科,邓玉强,高艳姣,蔡晋辉[2]（2019）在《宽频段太赫兹辐射计高吸收率涂层的特性》一文中研究指出为了对宽频段高吸收率太赫兹辐射计的特性进行表征,研究了吸收涂层材料的特性;对常见的吸波材料在太赫兹波段的吸收率进行仿真,探寻在太赫兹波段具有高吸收率的材料;将碳化硅与3M黑漆进行混合,以进一步提高涂层的吸收率,并通过仿真调整涂层内碳化硅颗粒的尺寸;根据仿真结果制备混合涂层,利用太赫兹时域光谱仪对混合涂层样品进行测量。结果表明:该混合涂层样品的光谱吸收率大于0.99,与仿真结果基本吻合。(本文来源于《中国激光》期刊2019年06期）
吴晓君,郭丰玮,马景龙,欧阳琛,王天泽[3]（2019）在《基于倾斜波前技术的高能强场太赫兹辐射脉冲源》一文中研究指出回顾了基于倾斜波前技术并利用飞秒激光抽运铌酸锂晶体产生高能强场太赫兹辐射脉冲源的研究背景和发展历程,系统地介绍了倾斜波前装置中各组成部分对太赫兹辐射脉冲的能量转化效率以及发射特性的影响,提出了利用这种技术产生mJ量级的超强太赫兹源的可能途径,展示了强太赫兹源的潜在应用价值。(本文来源于《中国激光》期刊2019年06期）
肖一,白亚,刘鹏[4]（2019）在《太赫兹辐射的时域光谱单发探测》一文中研究指出随着大功率激光技术的发展,由其驱动产生的太赫兹辐射受到了广泛关注。然而,大功率激光装置的重复频率低,测量其产生的太赫兹辐射的难度较大。采用时域光谱单发探测技术可以克服这一探测难点,通过单次测量就能得到太赫兹辐射的电场波形信息。回顾了太赫兹辐射时域光谱单发探测的相关研究工作进展。根据频率-时间编码和空间-时间编码两种不同的原理,详细介绍了啁啾脉冲光谱编码探测和空间-时间编码探测等测量技术,并对各个测量技术的特点和参数进行了对比,最后对太赫兹辐射的单发探测作了总结和展望。(本文来源于《中国激光》期刊2019年06期）
肖一,白亚,刘鹏[5]（2019）在《椭圆偏振太赫兹辐射偏振态的单发测量》一文中研究指出利用超强超短激光光源中激光-等离子体的相互作用,能够产生毫焦耳量级高能量的太赫兹辐射,而这种条件下产生的太赫兹辐射通常是单发的。针对该类型太赫兹辐射提出一种单发测量方案:将太赫兹波分束,用两套独立校准的啁啾脉冲光谱编码探测装置,分别同时测量太赫兹电场在水平和竖直方向上的分量,最终得到太赫兹电场的偏振态。基于所提方案进行了实验验证,用单发测量原理得到了太赫兹辐射的偏振态。实验测得的椭偏度与模型分析吻合,验证了所提单发测量方案的可行性,为单发椭偏太赫兹辐射偏振态的测量研究提供了新思路。(本文来源于《中国激光》期刊2019年11期）
张保龙[6]（2019）在《超强飞秒激光技术与强太赫兹辐射》一文中研究指出啁啾脉冲放大技术使得人们在获得超短超强激光的道路上越走越远。越强的光意味着越强的场和越新奇的物理现象。因此世界上各种强激光装置开始相继建立起来,在超强激光装置中,脉冲能量绝大部分来源于激光装置后面的功率放大器。使用能量越高的泵浦源去泵浦,理论上就能获得更强的输出,然而事实情况并不是如此,因为寄生振荡地出现严重消耗了泵浦光的能量,限制了能量的提取,所以研究如何提高功率放大器的能量提取效率是一个非常关键的问题。本文前半部分讲述了我们结合前人的研究成果以及本实验室的需求所做的事情。第一章概述了脉冲能量放大的意义和啁啾脉冲放大技术。在第二章,我们通过优化了泵浦源的内部结构,提高了其输出能量。同时使用衍射光学元件改善其光斑质量获得平顶圆光斑,以避免在放大过程中造成钛宝石晶体损伤。在抑制寄生振荡方面,我们通过在钛宝石晶体外包覆掺吸收体的折射率匹配液的方式显着提高了其寄生振荡阈值,提升了其能量转换效率。此外,为了防止放大器后面的光学元件损坏,我们建造了一个新的四光栅压缩器,并且成功将脉冲压缩到非常接近其傅里叶变换极限的宽度:40fs。近年来强太赫兹源以其强场和低单光子能量等特性成为一个炙手可热的研究课题。产生太赫兹的方式有很多种,就其简单性,源能达到的场强,稳定性,可调节性等方面考虑,我们在Pulsar20装置上搭建了基于倾斜波前技术的强太赫兹源。文章第叁章中讲述通过优化泵浦光的参数,以及使用折射率匹配物质减小内表面反射的方式,我们在室温下得到了中心频率为0.2THz,脉冲能量为0.2mJ的太赫兹源。经过离轴抛物面聚焦,得到了4MV/cm的场强。此外,我们研究了泵浦光的光谱,啁啾,偏振态对于产生THz能量、频谱的影响。发现了太赫兹中心频率对于入射泵浦光的频谱分布敏感的特点,以及其能量、谱宽对于泵浦光偏振态依赖的不对称性等。并且测量了太赫兹出射面上的空间啁啾。这些工作对更好地使用这个倾斜波前THz源以及理解倾斜波前理论是非常重要地。在太赫兹探测中,对其波形的探测尤为重要,由波形信息我们可以知道其能量、频谱。此外考察太赫兹脉冲在透过物质前后的变化,我们还能得到该物质在所使用太赫兹波段的折射率、透射率、吸收率、吸收谱等各种信息。为了克服大功率,低重复频率的激光器的能量,光谱抖动问题带来的对于太赫兹波形的测量误差,以及为了实时地看到THz谱,我们搭建了基于光谱干涉的太赫兹波形单发测量装置。并且我们通过使用柱透镜聚焦和二维CCD阵列接收光谱的方式实现了对于太赫兹波形在一维线上分布的单发测量。通过编写计算机程序实现了对于太赫兹波形、频谱地快速采集,这为之后太赫兹源应用带来巨大便利。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-06-01）
金钻明,宋邦菊,李炬赓,张顺浓,阮舜逸[7]（2019）在《基于超快电子自旋动力学的太赫兹辐射研究进展》一文中研究指出回顾了近年来利用超快自旋动力学过程产生太赫兹(THz)辐射的研究进展。介绍了基于逆自旋霍尔效应和逆Rashba-Edelstein效应的瞬态自旋流-电荷流转换,指出铁磁/非磁性异质结构已被用于设计低成本、高效率的THz辐射源。通过优化膜厚、生长条件、衬底和结构,可进一步提高基于自旋电子学的THz发射器的效率和带宽。简述了THz发射光谱在研究超快自旋泽贝克效应形成动力学中的应用。(本文来源于《中国激光》期刊2019年05期）
王思伟[8]（2019）在《基于合肥光源储存环的工作点稳定性与太赫兹辐射的研究》一文中研究指出合肥光源(HLS-II)属于第二代同步辐射光源,己经投入使用超过30年,在服役期间产出了许多创新性的成果。几年前,合肥光源进行了一次升级改造工程,该工程提升了合肥光源的运行参数,并更换了磁铁元件。合肥光源的储存环属于紧凑型,总周长约为66米,主体lattice结构由4个DBA(Double Bend Achromat)单元组成。本论文工作为基于合肥光源的一系列功能拓展与在线实验研究,主要内容包括:1)开发了一个工作点调节系统,以有效地在一定范围内调节储存环的工作点,该工作点调节系统调节精度较高,对束流的动力学表现影响较小。2)在工作点调节系统的基础上,设计了一个工作点反馈稳定系统,引入反馈闭环使工作点在受到外界干扰时可以保持稳定状态。3)探索了利用合肥光源产生太赫兹辐射的方案,基于合肥光源储存环的结构提出了两种不同的方案。一种是采用低动量紧缩因子的lattice结构,另一种是采用激光与电子束相互作用的方法。在储存环中,束流横向运动的工作点对稳定运行和注入效率等都有重要的影响。储存环在线运行时,应当具备在一定范围内调整工作点的能力以进行lattice补偿或者机器研究。为此,可以开发一套工作点调节系统来调节工作点。有报道的工作点调节系统是首先在杜克大学的储存环上开发的,采用了局部四极铁调节的方法。由于HLS-II较为紧凑,lattice结构与杜克大学储存环的结构不同,因此在HLS-II上不适合采用局部调节的方法。本论文提出了采用全局调节机制来开发工作点调节系统。储存环中的所有四极铁依据lattice对称性分组,工作点调节系统采用所有的或者选定的四极铁组,以调节工作点,用此种方法可以保持lattice结构的对称性。同时,工作点调节系统的设计采用了两种不同的方案,一种应用了工作点响应矩阵,这样得出的四极铁强度的调节与工作点变化是线性关系,另一种方法则约束了注入段的twiss参数,以降低对注入的影响,调节过程采用了优化算法,仅使用了注入段以外的四极铁组。理论模拟和在线实验对工作点调节系统进行了测试,结果表明,这两种设计方案都是可行的,分别具有不同的特性。该工作点调节系统为合肥光源提供了一个机器研究的有效工具。基于工作点调节系统,本论文设计了一个工作点反馈稳定系统,用以抵抗外界变化对工作点的干扰,当出现影响工作点状态的因素时将工作点保持在稳定状态。该反馈系统引入了PID反馈回路。设计过程中,通过多目标遗传算法(MOGA)优化了PID系数,然后通过在线实验测试该反馈系统的工作表现。在线实验结果表明,当改变插入件的间隔时打幵工作点反馈系统,工作点的稳定性提高到10~(-4)量级。该工作点反馈系统首次结合了PID反馈与工作点调节系统,并引入了M0GA优化其表现,为储存环的工作点稳定提供了新思路。本论文还探索了HLS-II储存环用来产生太赫兹辐射的方案。太赫兹辐射可以通过增强相干同步辐射产生。在储存环中,压缩束团可以增强太赫兹波段的相干同步辐射,可以采用设计低动量紧缩因子(alpha)的lattice结构以压缩储存环中的电子束。本论文在设计低alpha的lattice结构时基于现有的lattice,做了尽可能小的改动,引入了粒子群算法(PS0)来使用四极铁调节一阶alpha,并用MOGA算法使用六极铁优化二阶alpha和动力学孔径。结果表明该低alpha的lattice可以有效地压缩束团,提升太赫兹波段的相千同步辐射。第二种方案采用了激光与电子束相互作用,进行能量调制,并由下游的弯铁进行电子束团的密度调制,从而修改相干同步辐射的形状因子,以增强太赫兹辐射。本论文对电子束团在整个过程的分布进行了跟踪并对相干同步辐射因子进行了计算。结果表明,激光电子束相互作用的方案可以提高太赫兹波段的相干同步辐射。将来进一步的工作可以优化这两种方案的具体参数,对比选择适合合肥光源的太赫兹产生方案。第一部分 绪论自1947年在同步加速器中首次观测到同步辐射后,其应用便开始不断发展。同步辐射是由带电粒子做圆周运动时产生的,其光强度高,准直性能好,频率范围宽。为了利用同步辐射的这些优良特性,世界各地的科学家们提出了一种特定的同步辐射光源。第一代同步辐射光源是基于高能加速器的。高能加速器主要是为核物理和高能物理的研究而建造开发的。这些加速器会周期性地改变工作模式,分别用作高能物理研究以及用作同步辐射光源。但在高能加速器上的同步辐射运行模式时间较短,不能满足日益增长的科研需求。随着时间的推移,专用同步辐射光源得到了发展,专用同步辐射光源便是第二代光源。这些光源专门用于产生同步辐射以满足不同的科研需求。通常建立一个储存环,用来保持电子以稳定的能量在其中循环运行,并在特定的地方做偏转运动产生辐射。第二代光源储存环的典型发射度超过了l00nm.rad,这是一个相对较大的值。为了提高同步辐射的亮度,第叁代光源的采用了在储存环中加入波荡器、扭摆器等插入件,并对lattice结构进行重新设计,从而降低了储存环的发射度,以提高亮度。世界各地己建成并调试了许多第叁代同步辐射光源。叁代光源的技术已经成熟。到目前为止,第四代光源己经被提出,用以产生更高亮度的辐射光。使用自由电子激光器(FEL)的技术己被广泛研究和建造,其辐射强度和亮度均高于现有的同步辐射光源。目前基于储存环的第四代光源,即衍射极限储存环也被提出,已有几个光源正在建造和调试中。第四代同步辐射光源的研究具有广阔的前景。合肥光源是一个第二代同步辐射光源。它于1989年建成,1991年首次投入使用,是我国首个同步辐射光源和大科学研究装置。当时,储存环的能量为800MeV,直线加速器的注入器能量为200MeV。为了提高储存环的性能,2010年对合肥光源进行了一次升级改造工程,该工程于2014年完成。升级改造后,储存环的lattice结构更换为DBA结构。注入能量增加到800MeV,实现了满能量注入,同时在储存环中加入了插入件,将束流的水平发射度降低到约36m rad,同时开发了轨道反馈系统,以提髙束流的轨道稳定性。升级后的HLS-II光源己成功运行数年,整体表现良好。本论文基于合肥光源开展了若干工作,旨在扩展储存环的功能,并提出新的工作模式。这些工作包括开发工作点调节系统,色品调节系统,基于工作点调节的工作点反馈系统以及利用HLS-II储存环产生太赫兹辐射的可能性探索。第二部分 工作点调节系统的设计与应用工作点是储存环中的一个重要参数,设计一个工作点调节系统对储存环有很多裨益,在正常运行时,可以调节工作点在一定程度上优化储存环的运行状态,在机器研究时,通过调节工作点可以探索束流动力学的影响,并可以测量储存环中的耦合效应。工作点调节系统是一个有效的机器研究工具,通常设计工作点调节系统时,会采用储存环中的四极磁铁。杜克大学的储存环上有最初报道的工作点调节系统,由于其储存环较长,具有两个较长跑道型的直线节,其长直线节上的四极铁己足够用来调节工作点,并且可以约束长直线节两端的twiss参数,使之与正常运行时保持不变,这样就只有直线节内的twiss参数受到影响,在直线节外的部分均不受影响。这是一种有效的局部调节方案,这种方案对于较大型的储存环非常有效,但是对于紧凑型的储存环,例如合肥光源的储存环,并不适用。以合肥光源为例,储存环中的几段直线节都比较短,而且其两端的四极磁铁数量有限,采用局部调节的方案时,对于同样大小的工作点变化,需要对四极磁铁的强度有较大的调整,从而对束流的twiss参数造成较大的影响,而且会破坏lattice的对称性,从而影响束流的品质。为了减小四极磁铁强度的调节量,并且减小对束流动力学的影响,本论文提出了采用全局调节的方案为合肥光源设计工作点调节系统。全局调节方案根据lattice结构的对称性,将32个四极磁铁分为8组,每组有四个四极磁铁。在调节过程中,每个组的四极强度保持相同,这样就可以保持lattice的对称性不变,而且增加了参与调节的四极磁铁的数量,这样可以减小每一块四极磁铁强度的调节量,避免对束流动力学过大的影响。在实际设计时,本论文提供了两套工作点调节系统的方案。第一种方案使用了储存环中的所有四极磁铁,并按组计算了四极磁铁的工作点响应矩阵,使用其Moore-Penrose逆作为工作点时对应四极磁铁强度的调节量。这种方法简单自然,通过该方法设计工作点调节系统时,四极磁铁的调节量和工作点的变化量之间的关系是线性的,这样调节工作点时调节量不依赖于工作点的起始点,方便调节变化量,然而该方法难以控制储存环的twiss参数和束流的动力学表现。另一种设计方案旨在调节工作点的同时控制储存环的部分twiss参数,为了不影响注入段的twiss参数,设计时采用了注入段以外的四组四极磁铁,总共16块四极磁铁参与调节。调节工作点采用了局部优化算法,将要调节到的工作点设置为优化目标,并将注入段两端的twiss参数设置为约束条件。采用该方案设计的工作点调节系统对储存环的注入段影响很小,然而它的四极磁铁调节量和工作点变化之间的关系具有一定的非线性,而且四极磁铁强度的变化较大。为了提高精确性,这两种方案在设计时,都采用了“步步为营”的策略,即每次计算响应矩阵或优化时工作点只变化一小步,下一次计算时以上一步的结果作为新的起点,这样直到调节范围内所有的工作点都被遍历后,再拟合四极磁铁调节量和工作点变化量的关系,作为最终的结果。这种方法可以有效地保证调节的理论准确性。设计完成后,这两种方案都经过了模拟测试和在线矫正。模拟测试包括twiss参数变化的计算比较,色品变化的计算,二维工作点调节误差计算以及动力学孔径的比较。结果表明,两种方案都能在一定范围内准确调节工作点,二维调节误差在可接受范围内;色品都保持在正值内,不会造成束流头尾不稳定性;twiss参数的变化不大,很好地保持了lattice结构的对称性;动力学孔径的变化没有明显规律,但在可以接受不的范围内。模拟测试后,两套方案设计的工作点调节系统均在合肥光源的储存环上实测、校准并实装。在实际测量时,按照理论拟合的关系调整四极铁强度,并测量工作点的变化量,测量完成后将工作点实际变化量与预设变化量进行拟合,得到一个线性关系,利用该关系可以对工作点测量系统进行在线校准,校准后实际的工作点变化量与预设值非常接近。两套工作点调节系统都可以在一定的调节范围内工作,校准后具有良好的调节精度。作为工作点调节系统的一个应用,本论文测量了合肥光源的横向耦合,测量中利用工作点调节系统将水平工作点调至与垂直工作点接近的位置,再以更小的步长跨越差共振,最后测量水平工作点与垂直工作点差异的最小值,得到耦合系数。该实验展示了工作点调节系统用在机器研究上的一个典型应用,有了工作点调节系统,更多的机器研究内容可以在合肥光源上开展。此外,本论文还为合肥光源储存环设计了色品调节系统,色品的调节是通过六极磁铁进行的,由于色品的变化量与六极磁铁强度变化量具有良好的线性关系,因此可以通过色品响应矩阵很好地计算六极磁铁强度的调节量。在合肥光源的储存环上共有32个六极磁铁,根据lattice的对称性它们被分为4组,每组的8块六极磁铁的强度保持不变。通过计算色品响应矩阵的Moore-Penrose逆,可以获得两个方向的色品调节量。色品调节的线性关系在很大范围内是精确的,因此该色品调节系统可以在很大范围内以高精度调节色品。考虑到对动力学孔径的影响,为了减小过强的六极磁铁引入的非线性,实际的色品调节范围可以控制在一个较小范围内。第叁部分 工作点反饿系统的设计与应用工作点的稳定性对储存环的运行具有重要意义。在正常运行时工作点通常保持稳定,但是也有各种因素可能影响工作点的稳定性,例如用户操作插入件,磁铁电源的抖动,或者四极磁铁的补偿引起的磁滞效应,均可能引起工作点的变化或抖动。在目前的二代光源上,在一定范围内的工作点变化或者抖动不会引起大的变化,但是在将来的衍射极限环上,工作点稳定性的要求更高,需要工作点在有外界干扰时保持稳定,这样也可以增加用户对插入件的可操作性。基于保持工作点稳定性的考虑,本论文在合肥光源上开发了一套工作点稳定反馈系统。该系统基于PID反馈回路,并结合了之前开发的工作点调节系统。在该反馈系统中,储存环上的工作点测量系统用来实时测量读取工作点,作为反馈变量。该变量与目标值的差经过PID反馈系统进行计算处理,最后工作点调节系统作为反馈系统的执行端,接收工作点的调节量并进行调节,这些过程一起组成了一个反馈回路。由于反馈系统的执行需要对调节量进行反馈,工作点调节系统将采用第一种方案,保证四极铁强度调节量与工作点调节量具有线性关系。以合肥光源为例设计的这套工作点稳定反馈系统要求正常运行时工作点的稳定性不会变差,并且在有一定的干扰时可以使工作点在一定范围内保持稳定而不受外界影响。合肥光源的储存环中有5个插入件,分别为WIG,IVU,EPU,QPU,U92。其中调节WIG时对工作点的影响最大。设计反馈系统时,PID系数的选择是一个重要的工作,为了保证工作点变化较大时反馈系统可以工作,设计时以调整插入件WIG作为一个影响工作点的范例。在进行设计时,WIG插入件的间隙以最大速度lmm/s调节,并且采用多目标遗传算法(MOGA)程序来优化合适的PID系数。优化程序采用工作点误差绝对值的平均值及其标准偏差作为优化目标,这两个优化目标相当于统计量的一阶矩和二阶矩,在优化的结果中可以选择一组合适的PID系数。并通过模拟程序对几组不同的PID系数进行了比较,结果表明优化程序找到的PID系数具有比较良好的表现,比单独使用P反馈,或者I、D系数较大的反馈都具有更好的表现。设计完成后,根据设计参数在合肥光源的储存环上进行了一系列实验以评估该工作点稳定反馈系统的实现表现。实验包括普通运行,与理论模拟情形的对比以及应用在多个插入件同时调节的情形。每组实验对比了几组不同的PID系数,通过设置调节阈值可以保证正常运行时工作点稳定性不会变差。同时,在线调节WIG插入件间隙时,表现与理论模拟接近,表明该工作点稳定反馈系统在线可用。多个插入件共同调节的实验表明,该调谐反馈系统可有效地抵抗外界的影响,并显着提高工作点的稳定性,使其保持一定的范围内。此外,由于合肥光源的工作点测量系统测量频率较低,为Is更新一次数据,为了保证反馈的准确性,目前反馈的频率设置为2s—次,该频率足够应对工作点的缓变,例如插入件的调节或者磁滞效应的影响。在将来工作点测量系统升级后该工作点反馈系统有进一步提升的空间,有应对较快的工作点变化的潜力,也可能进一步提升稳定性。第四部分 太赫兹辐射产生的可能性探索近年来,太赫兹辐射的应用不断增长,催生了对高效率高亮度太赫兹辐射产生的研究。基于自由电子激光的太赫兹辐射研究已取得了突破性的进展,而基于储存环产生太赫兹辐射的研究具有一定的前景。相比于自由电子激光装置,世界上的同步辐射装置比较多,如果能在其中做一定的调整就能产生太赫兹辐射,便可以增加现有装置的利用率,不必为产生太赫兹辐射建造专门的自由电子激光装置。合肥光源作为一个第二代同步辐射光源己经服务了用户很多年,其作为传统同步辐射光源可以获得的提升己经变得非常有限,若能通过合理的方法拓展其功能,则可以使其利用效率提高,服务更多的用户。而设法产生太赫兹辐射便是一个很好的解决方案。基于储存环产生太赫兹辐射时,主要是利用其相干同步辐射,通常在太赫兹波段的相干辐射强度较小,不能达到要求,因此现在基于储存环的太赫兹辐射产生旨在修正相干同步辐射形状因子,使其在太赫兹波段的强度增加。主要方法一种是压缩束团,通过更短的束团使相干同步辐射的波长变短,从而达到太赫兹波段,这种方案主要通过设计低动量紧缩因子的lattice来实现。另外一种方案是通过激光与电子束团在波荡器中相互作用,改变电子束团的能量分布,并在下一块弯铁处将能量调制转化为密度调制,从而改变电子束团的分布,也在一定程度上修改了相干同步辐射形状因子。本论文对这两种方案在合肥光源上的实现进行了一定的探索,首先,在现有lattice的结构基础上尝试了设计低动量紧缩因子的lattice结构。为了保持现有lattice对称,同时对工作点影响较小,利用了之前的工作点相应矩阵,通过奇异值分解,找到了若干个四极磁铁调节方向,在小范围内沿这些方向调节四极磁铁对工作点的影响很小。设计低动量紧缩因子的lattice时,在现有lattice的结构基础上,采用了粒子群算法,将动量紧缩因子作为目标,优化变量为调节的四极磁铁强度,调节的方向沿着对工作点影响很小的几个调节方向进行。通过四极磁铁的强度调整完成对动量紧缩因子的优化后,还需要通过六极磁铁来优化动力学孔径和二阶动量紧缩因子,该优化通过MOGA进行,而调节方向则是沿着由色品响应矩阵得到的色品调节方向和对色品没有影响的方向进行,在色品调节方向的系数设定在一定范围内,保证色品在〇到10之间,同时,对另外两个方向的调节系数设定范围可以更大一些。优化后从结果中挑选了参数进行了模拟评估,结果表明工作点的变化较小,lattice结构的对称性不变,并且束团也有一定程度的缩短,低动量紧缩因子lattice的方案在合肥光源上具有一定的可行性。另外,本论文也对激光与电子束相互作用的方案进行了初步评估。该方案在储存环的一个空直线节部分加入一个新的波荡器,当电子束穿过波荡器时与激光束发生相互作用。通过模拟软件对相互作用后的电子束能量分布以及通过弯铁后的密度分布进行了模拟跟踪,并对相干同步辐射的形状因子进行了计算。仿真结果表明,经过激光电子束相互作用后,电子束在第二块弯铁上产生的相干同步辐射在太赫兹波段具有一定的提升。这两种方案有其各自的优点。采用低动量紧缩因子的lattice结构压缩束团,产生太赫兹辐射的效果更好,但lattice需要重新设计,不能满足正常的同步辐射应用,该方案适合将来将合肥光源改造为专用的太赫兹辐射光源。而激光电子束相互作用方案需要对lattice进行较少的改动,可以保证合肥光源作为同步辐射光源的正常运行,只需要增加新的线站就可以利用太赫兹辐射,但目前该方案能产生的太赫兹辐射的增加相对较小,需要进一步的工作来优化波荡器,激光器及电子束的参数来提高其表现。结果表明了合肥光源具有一定的潜力产生太赫兹辐射,将来可以在相关方向开展进一步的工作。第五部分 总结与展望本论文主要工作为基于合肥光源开展的工作点调节与稳定系统的设计以及产生太赫兹辐射的可能性探索。这些工作主要目的在于拓展合肥光源现有功能,使其拥有更优良的性能,并为其将来的发展提供一种可能性。论文主要工作在参考国外光源工作的基础上,结合合肥光源的特性和需求进行了一些改进与优化,使之更好地应用在合肥光源上。基于合肥光源设计的工作点调节系统参考了杜克大学储存环的工作点调节系统的设计,但结合合肥光源储存环紧凑的特点,将其改为使用全局调节的方法,将储存环内所有四极磁铁根据对称性分为若干组,在调节工作点时按组进行。同时,设计工作点调节系统时采用了“步步为营”的策略,每次只调节一小步,确保调节的精确性,最后将每一小步调节的结果进行拟合,得出最终的结果。该工作点调节系统经过了理论模拟的验证,并在线测量校正。结果表明,该工作点调节系统调节精度达到1〇_4量级,在合肥光源上实装并可以满足机器研究的需求,作为一个应用实例,本论文使用该工作点调节系统测量了合肥光源的横向耦合效应,得到了满意的结果。在工作点调节系统的基础上,本论文设计了工作点稳定反馈系统。该项工作旨在为探索在第四代衍射极限储存环上设计工作点稳定系统的可行性,因为其对工作点的稳定性要求较高。同时也为合肥光源储存环的工作点稳定提供一套方案,使得用户在操作插入件时具有更大的调节空间。设计该系统时,本论文使用了PID反馈回路,结合工作点调节系统进行实时调节反馈。理论模拟时使用MOGA算法优化了PID系数,并在线进行了测试,结果表明,在插入件在较大范围调节时,工作点反馈系统可以有效地将工作点稳定在一个小范围内。通过提升工作点测量系统的测量精度和频率可以进一步提升工作点稳定反馈系统的表现,使其可以应用在第四代同步辐射光源上。最后本论文对合肥光源产生太赫兹的可能性进行了探索,参考国际己有工作主要考虑了两套方案,一种方案是使用低动量紧缩因子的lattice来压缩束团,另一种方案是使用激光电子束相互作用修正相千同步辐射形状因子,两种方案的目的均是增强在太赫兹波段的相干同步辐射。首先,本论文为低动量紧缩因子的lattice提供了一种设计方案,在现有lattice结构的基础上,通过调节四极铁,降低动量紧缩因子,同时保持lattice的对称性。其次,使用六极磁铁同时优化动力学孔径和二阶动量紧缩因子。采用激光电子束相互作用方案时,本论文对电子束团的能量分布和密度分布进行了跟踪,结果表明在经过能量调制后的电子束团进过下一块弯铁后形状因子在太赫兹波段有增强,可以产生太赫兹辐射。本部分的进一步工作可以是优化低动量紧缩因子的lattice,使其表现更加符合压缩束团的需求;另外可以对激光电子束相互作用时的波荡器及激光参数进行优化,选取更适合合肥光源的方案产生太赫兹辐射,并对该方案在合肥光源上进一步实现进行准备研究。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-01）
刘浩[9]（2019）在《强激光与固体靶相互作用中超热电子与太赫兹辐射的研究》一文中研究指出对于强场物理的研究来说,诊断技术是除超强激光技术之外的另一重要组成。强激光与固体靶相互作用会产生大量的超热电子,诊断这些超热电子对于理解激光吸收机制和超热电子束流在靶中输运过程非常关键,也是应用超热电子束流的基本要求。强激光与固体靶相互作用过程中在靶前和靶后都有强太赫兹辐射产生,这为发展强太赫兹辐射源提供新的路径。同时因为强太赫兹辐射的产生机制与超热电子密切相关,所以它也为我们诊断超热电子提供了新的媒介。本论文聚焦强激光固体靶相互作用过程中超热电子和太赫兹辐射的诊断发展和实验研究,发展了一套超热电子数目和角分布实时诊断仪器、一套宽带太赫兹频谱单发测量仪器以及一种高性能太赫兹波形单发测量技术,并且利用这些诊断研究了超热电子和太赫兹辐射对激光和固体靶参数的依赖关系。借助纳米阵列结构,提升了激光吸收效率,显着增强了超热电子和靶后太赫兹辐射。超热电子在靶前被激光场加速以后会向靶后输运,一部分克服靶后鞘层场逃逸到真空中,测量逃逸电子是一种直接诊断超热电子的手段。本文提出利用光纤诊断逃逸电子的新方法,其基本原理是逃逸电子在光纤中引发切伦科夫辐射,通过测量光纤中的切伦科夫辐射来诊断逃逸电子。从理论上研究了由电子束引发的切伦科夫辐射在光纤中的产生和传输特性,在实验中通过多种鉴别手段验证了利用光纤诊断超热电子的可行性。在此基础上发展了基于光纤切伦科夫辐射的超热电子数目和角分布诊断系统。基于这些诊断,我们系统地研究了在不同条件激光和固体靶条件下超热电子数目的变化规律。和其他诊断方法相比,基于光纤切伦科夫辐射的超热电子诊断具有实时、离子和X射线噪声低和无电磁脉冲干扰等优点。基于强激光等离子体相互作用的太赫兹辐射源具有发与发之间存在抖动和超宽带的特点,现有的太赫兹频谱测量方法或是基于多发扫描、或是工作带宽较窄,从而对强激光等离子体太赫兹辐射源并不适用。鉴于此,我们发展了一套多通道太赫兹谱仪,该谱仪由热释电探测器、高阻硅太赫兹分束片以及太赫兹窄带滤片构成。对其谱响应率进行标定后,应用这套谱仪,我们在大能量皮秒激光等离子体相互作用实验中对靶前和靶后太赫兹辐射频谱分别进行了研究。通过测量不同激光、靶和预等离子体条件下的太赫兹辐射频谱,分析了靶前太赫兹和靶后太赫兹辐射不同频段的产生机制。靶后太赫兹辐射主要是源于超热电子穿越靶后等离子体—真空界面时引发的相干渡越辐射,太赫兹辐射波形反映了超热电子脉冲结构,所以单发诊断太赫兹辐射脉冲波形非常重要。我们发展了一套基于反射式阶梯镜对的单发波形测量系统,这种方法具有高时间分辨率和宽探测时间窗口两个优点。基于这个方法,在飞秒强激光与固体靶相互作用实验中研究了激光光强、激光偏振、靶厚度以及激光离焦距离对靶后太赫兹辐射波形的影响。我们还同时从测量了靶后逃逸电子和光学渡越辐射。基于相干渡越辐射理论,通过对太赫兹波形脉冲的分析得出实验测量到的太赫兹波形主要是由于叁个电子脉冲产生。波形测量结果和电子测量结果相互验证。实验发现激光强度和输运距离是影响光学渡越辐射的两个主要因素,光学渡越辐射随激光强度减小而减小,随输运距离增加指数减小。已有研究表明靶表面微纳结构可以显着增强激光能量的吸收效率。利用物理所20TW激光装置和上海交大200TW激光装置,我们系统地研究了铜纳米柱阵列和有铜纳米柱填充的纳米孔阵列对超热电子和靶后太赫兹辐射的增强作用。对于纳米柱阵列靶,随着纳米柱长度增加,靶后太赫兹辐射先增强后减弱。靶后产生的超热电子测量结果与太赫兹能量变化趋势一致,符合渡越辐射理论预期。PIC模拟结果显示纳米柱阵列能显着增加激光吸收效率,提高超热电子数量。对于有铜纳米柱填充的纳米孔阵列,在低光强下,靶后太赫兹辐射随填充纳米柱长度增加先增强后减弱,存在一个最佳的纳米柱长度对应最强的太赫兹辐射,在高光强下,随着丝长度的增加,靶后太赫兹辐射不断增加,电子测量结果与太赫兹测量结果吻合。此外还发现填充纳米柱可以提高固体靶的电导率,促进超热电子输运。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-05-01）
孟莹,邓玉强,郭树恒,孙青,李超辰[10]（2019）在《基于频率梳的太赫兹辐射功率密度测量》一文中研究指出为实现太赫兹辐射特性精准认知,开展太赫兹辐射功率密度测量研究.通过光学频率梳产生太赫兹频率梳,利用太赫兹频率梳实现太赫兹辐射源空间辐射功率密度测量.本文利用电光采样和光电导探测两种方式,实现了100 GHz辐射源空间辐射功率密度测量;将100 GHz辐射总功率溯源到标准太赫兹功率计,实现太赫兹辐射功率密度绝对测量.分析比较了利用800 nm空间光进行电光采样和利用1 550 nm光纤激光进行光电导探测的测量结果.在不同距离下,对太赫兹辐射源的空间辐射功率密度进行了测量和量值溯源,实验揭示了太赫兹辐射传输的空间演化特性.(本文来源于《红外与毫米波学报》期刊2019年02期）
太赫兹辐射论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为了对宽频段高吸收率太赫兹辐射计的特性进行表征,研究了吸收涂层材料的特性;对常见的吸波材料在太赫兹波段的吸收率进行仿真,探寻在太赫兹波段具有高吸收率的材料;将碳化硅与3M黑漆进行混合,以进一步提高涂层的吸收率,并通过仿真调整涂层内碳化硅颗粒的尺寸;根据仿真结果制备混合涂层,利用太赫兹时域光谱仪对混合涂层样品进行测量。结果表明:该混合涂层样品的光谱吸收率大于0.99,与仿真结果基本吻合。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
太赫兹辐射论文参考文献
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[10].孟莹,邓玉强,郭树恒,孙青,李超辰.基于频率梳的太赫兹辐射功率密度测量[J].红外与毫米波学报.2019
论文知识图
