超快电子枪时间分辨率测量方法的理论研究

分析了处于扫描状态的超短脉冲电子束在超快电子枪中的传输特性；讨论并获得了一种特定配置的电子枪偏转电压对电子束偏转距离的影响并讨论了截获条件；分析了电子枪偏转电压对电子束到达荧光屏位置的偏转距离的影响,并得到了在扫描状态下电子束能够出现在直径30mm的荧光屏的有效范围内的条件.依据以上结论,分析了时间-空间转换测量法在测...     

基于相对论修正的飞秒电子衍射系统

对工作于扫描状态下的飞秒电子衍射系统电子束偏转量的计算方法作了理论研究.讨论了超短电子脉冲宽度的测量方法,比较了相对论效应对电子束的偏转量及对电子束脉冲宽度的的影响,并做了相应的数值计算.计算结果显示,在忽略了电场的边缘效应等因素后,电子束轴向速度的相对论修正与否对偏转距离和电子束脉冲宽度的影响分别达到20 mm和65 fs.     

基于相对论修正的飞秒电子衍射系统

对工作于扫描状态下的飞秒电子衍射系统电子束偏转量的计算方法作了理论研究.讨论了超短电子脉冲宽度的测量方法,比较了相对论效应对电子束的偏转量及对电子束脉冲宽度的的影响,并做了相应的数值计算.计算结果显示,在忽略了电场的边缘效应等因素后,电子束轴向速度的相对论修正与否对偏转距离和电子束脉冲宽度的影响分别达到20 mm和65 fs.     

变像管皮秒分幅和飞秒扫描相机的实验研究

本文将描述两种变像管皮秒分幅相机和一种飞秒扫描相机的设计特点、动态测试方法和实验结果。第一种变像管皮秒分幅相机采用了交叉点扫描多光栏分幅的方法,其变像管具有长加速电极和短阳极的静电弱聚焦系统与偏转灵敏度高、偏转像质好的偏转群体结构;其超快速控制电路只需一个光电开关斜坡电压脉冲发生器和一个特殊设计的脉冲成形网络即可送出具有合适时间关联的4对正负极性三角波和一对正负极性的单台阶液电压脉冲。实验表明,该相机在提供6幅分幅图像的情况下,每幅图像全曝光时间为80ps,除 3～4幅图像间的时间间隔为680ps外,其余均为160ps,动态空间分辨率达到5.51p/mm。第二种变像管皮秒分幅相机采用快门式分幅方法;其变像管采用行波偏转系统,内增强MCP做成带状线结构,并具有输入输出阻抗变换器,其三台阶波和快门脉冲序列均由光电开关电路和脉冲成形网络产生。该相机在提供三幅分幅图像的情况下,每幅图像全曝光时间为660ps,画幅之间的时间间隔均为4ns,动态空间分辨率为5.5lp/mm。飞秒扫描相机采用MCP内增强飞秒扫描变像管、具有负时间畸变的中继透镜和无触发晃动的光电开关扫描电路。实验证明,该相机在时间分辨率为500fs时,其动态范围为30;当时间分辨率为1.2ps时,其动态范围可达500;无扫描图像弯曲现象,触发晃动为±2ps.     

北京正负电子对撞机同步辐射光脉冲形状的高分辨率测量

用国产BWS-5kII型皮秒扫描相机测量了北京正负电子对撞机(BEPC)上极端相对论性运动正负电子束团产生的同步辐射光脉冲的时间结构、光脉冲长度与电子束流强度以及射频源电压的关系.当负电子束流强度由2mA增加到30mA时,光脉冲长度由220ps增加到670ps;在20mA电子束流强度条件下,射频源电压由250kV增加到500kV时,光脉冲长度在500ps到700ps范围内变化.测量系统的时间分辨率为30ps;时间刻度误差±15%,触发晃动小于±200ps.     

脉冲叠加技术提升脉冲展宽分幅相机时间均匀性

脉冲展宽分幅相机是时间分辨率优于10 ps的二维超快诊断设备,但展宽脉冲沿阴极传输会引起阴极不同位置的电压分布出现差异,这会导致相机时间不均匀现象的产生,从而限制了大探测面相机的实现。采用雪崩三极管、雪崩二极管和高通滤波器设计了一种快斜率皮秒选通脉冲,基于电脉冲叠加原理,探讨了选通脉冲下降沿对时间不均匀性的提升效果。研究结果显示：当阴极电压为-2 kV、电子束初始时间宽度为5 ps和展宽斜率为11.9 V/ps时,随着展宽脉冲沿阴极起点传输到终点,阴极上的电子束展宽倍率由11.74增至39.04,基于相对误差原理,两者相差232.5%;当将选通脉冲下降沿和展宽脉冲同时加载至阴极时,电子束展宽倍率由11.28变化至14.23,两者相差下降至40.21%,此时脉冲展宽分幅相机的时间分辨均匀性得到了有效提升。     

离子束辅助工艺中APS源偏转电压对HfO2薄膜性能的影响

 基于Leybold APS1104镀膜系统,采用离子束辅助反应沉积技术,以金属Hf粒为初始镀膜材料,APS源偏转电压为50~140 V范围内,在［100］单晶硅片和紫外石英（JGS1）基板上制备了HfO₂单层膜。分别利用Lambda 900分光光度计、X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪以及原子力显微镜对HfO2薄膜的光谱性能、表面及纵向化学成分、晶相结构以及表面粗糙度进行了分析。结果表明：当APS源偏转电压在120~140 V及50~90 V两个范围内变化时,HfO2薄膜的紫外短波光学损耗随着偏转电压的降低而减小,而为110~90 V时紫外短波光学损耗对偏转电压的变化不敏感;偏转电压在50~140 V的范围内时,制备的HfO₂薄膜表面及纵向化学成分无明显变化;当偏转电压为100 V时,HfO₂薄膜晶粒尺寸及表面粗糙度分别达到最大值26.2 nm及5.79 nm,其后,随着偏转电压的降低,二者均逐渐减小。     

模块化多路同步快脉冲触发源设计

基于超快速高压大功率半导体开关、脉冲形成电路以及同心等间距传输的关键技术,提出一种模块化多路同步快脉冲触发源技术方案。设计出在负载阻抗为50Ω时,可同步输出两种快脉冲触发信号:一种幅度大于20V(4路)、脉冲前沿小于820ps、脉冲宽度大于100ns;另一种则是幅度大于100V(4路)、前沿小于1.4ns、脉宽大于100ns;在外触发作用下,触发源系统抖动和脉冲输出同步分散性分别达到2ns和36.6ps。电路结构上充分利用等间距电信号传输的原理,实现了快脉冲触发源模块化的设计。通过实验结果验证了所采用的设计原理及方法的可行性,给出了在外触发脉冲单次和重频(5kHz)作用下该同步快脉冲触发源输出的实验结果。     

光学工艺 微细加工技术与设备

TN305．7 2005021533 电子束曝光机的偏转系统=Deflection system for electron beam lithography[刊,中]／刘珠明(中科院电工研究所.北 京(100080)),顾文琪//光电工程．-2004,31(12)．-12- 16 电子束曝光机的偏转系统控制电子束偏转扫描。像 差低、偏转灵敏度高、扫描速度快是它的基本要求。对各 种偏转器、偏转方式进行分析、比较,从偏转器空间场的数 值计算方法、偏转系统的优化、像差校正、偏转器制作工     

基于太赫兹脉冲加速及扫描电子束的高时间分辨探测器

与传统条纹相机加速和偏转电子束的方法相比,太赫兹强场的加速梯度和扫描偏转梯度有明显优势,具备实现飞秒级超高时间分辨的能力.本文基于这一新技术设计了一款基于太赫兹场操控电子束的超小型高时间分辨探测器.从理论上分析了加速区的时间弥散与电子脉冲发射时刻以及初始时间弥散的关系,并讨论了空间电荷效应对时间弥散的影响;设计并优化了...     

电子光学系统质量的模糊二级综合评判

采用模糊二级综合评判来比较不同屏面位置时的电子光学系统的质量,从而找到一个最佳的屏面位置。     

Control over the space-time structure of electron beams by high-intensity femtosecond laser radiation

The space-velocity distribution of electrons propagating in vacuum can be deformed by the ponderomotive potential produced by high-intensity femtosecond laser pulses, which makes it possible to subsequently separate such electrons from the initial beam. It is shown that optical modification of electron beams with kinetic energies on the order of 100 eV by femtosecond laser radiation with an intensity from 10¹⁴ to 10¹⁸ W/cm² makes it possible to form electron beams with a duration on the order of 50–100 fs. Examples of optical control over the shape of electron beams, based on deflection, reflection, focusing, and splitting of electron beams, are considered.     

天光一号预放大器电子束产生和传输

 论述了天光一号电子束泵浦KrF准分子激光预放大器电子束产生和传输系统的研制。针对低电压(400kV)和高电流密度(143Acm^-2),重点考虑了二极管真空绝缘界面、电极结构、漂移区长度和主膜支撑等问题并介绍了实验结果：二极管电压在450 kV以上仍能稳定工作,电流上升前沿约20ns,电子束总束能4.2kJ以上。只要开关导通时间选在PFL电压峰值附近,Marx 建立时间抖动小于20 ns,对总束能的影响将小于5%。     

双目显微系统光路偏转与平行性检测

针对双目系统中各自光路的偏转和2条光路之间的不平行会增加轴外像差,降低成像质量,并造成双目视觉的不同一性,引起使用者的不适,提出一套激光检测和评价双目系统光路偏转和平行性的方法。将待测系统拆分成元件,先检测元件的光路偏转和平行性,然后逐步组合元件,实验测得待测双目系统光路存在0.5 mm以上的光路偏转距离,入射平行光出射系统后夹角达0.8左右。结果表明,该方法可以应用于显微镜工业生产和检测之中。     

简并光学参量振荡器的超混沌控制与周期态同步

针对简并光学参量振荡器的非线性动力学特点,应用互耦合参量调制法研究了两台简并光学参量振荡器之间的超混沌控制与周期态同步.理论研究结果表明,对于全同或不完全相同的简并光学参量振荡器均可实现从超混沌输出到周期输出的转化,当满足最大条件Lyapunov指数小于零时,两台全同简并光学参量振荡器之间可以实现两种方式的周期态精确同步,即同向同步和反向同步,同步方式与初始条件和调制系数有关.     

线性模式下GaAs光电导开关的时间抖动特性

针对线性模式下GaAs光电导开关时间抖动特性的研究,对提高精密同步控制系统的输出性能具有重要意义.根据电脉冲的概率分布和时间与电脉冲波形的对应关系,结合载流子的输运过程,对光电导开关时间抖动进行了定性的理论推导.此外,通过搭建实验平台,利用正交光栅分光,将一束激光同时触发两路并联的GaAs光电导开关,改变触发激光脉冲宽度及外加偏置电压测试开关时间抖动,根据实验值的对比分析,得出在不同的外加偏置电压下,随着触发激光脉冲宽度的减小,开关时间抖动值随之减小.验证了触发激光脉冲宽度对开关时间抖动的影响及理论分析的正确性.研究结果对GaAs光电导开关时间抖动的进一步减小具有一定的指导意义.     

单模块直线变压器脉冲前沿

从理论上对直线变压器驱动源（LTD）输出脉冲波形的前沿进行了分析,研究了不同前沿畸变情况下对应的电路参数,并给出了计算方法,得到了相对电压和相对时间的关系曲线。根据理论分析设计了单模块LTD,并根据设计参数进行了数值模拟,模拟得到的输出脉冲前沿约30 ns、平顶约130 ns、幅值约125 kV。最后进行了单模块LTD实验,测得输出脉冲前沿约35 ns、平顶约130 ns、幅值约125 kV的输出脉冲,与模拟结果基本一致。由于负载不完全匹配等因素的影响,波形后沿较差且有振荡,但仍符合设计要求。     

Eu同位素浓缩的实验研究

极化原子束有许多重要的应用，如用来研究原子散射过程、制备极化核、检验宇称守恒性、研究表面特性以及应用于同位素的浓缩过程。本文主要描述通过磁偏转极化原子束的方法对Eu元素进行同位素浓缩实验，结合Eu原子特有的能级结构，分析了原子束的极化原理，描述了原子束极化和同位素浓缩的实验装置。用具有特定频率和偏振的激光对^153Eu进行选择性光抽运，分别得到正、负极化原子束，正、负极化原子束，正、负极化后的原子束穿过六极偏转磁铁后分别被聚焦和发散，最后用热丝探测器控制，得到了清晰的Eu原子的浓缩信号，当各参数为最佳状态时，仅用一台激光器对^153Eu进行抽运极化，其浓缩效率可达4％。     

ECR ion source based low energy ion beam facility

Mass analyzed highly charged ion beams of energy ranging from a few keV to a few MeV plays an important role in various aspects of research in modern physics. In this paper a unique low energy ion beam facility (LEIBF) set up at Nuclear Science Centre (NSC) for providing low and medium energy multiply charged ion beams ranging from a few keV to a few MeV for research in materials sciences, atomic and molecular physics is described. One of the important features of this facility is the availability of relatively large currents of multiply charged positive ions from an electron cyclotron resonance (ECR) source placed entirely on a high voltage platform. All the electronic and vacuum systems related to the ECR source including 10 GHz ultra high frequency (UHF) transmitter, high voltage power supplies for extractor and Einzel lens are placed on a high voltage platform. All the equipments are controlled using a personal computer at ground potential through optical fibers for high voltage isolation. Some of the experimental facilities available are also described.