帶軌道角動量（Orbital Angular Momentum-OAM）的渦旋光束具有的特點是其相位Φ會沿著傳播方向的軸線關(guān)于方位角φ呈現(xiàn)螺旋形結(jié)構(gòu)分布Φ=lφ,存在相位奇異點,并且每個光子帶有l(wèi)h的軌道角動量�？梢姽獠ǘ蔚膸к壍澜莿恿繙u旋光在微觀操控、微型機械、成像、通訊、量子糾纏等方面已經(jīng)有很廣泛的應用。隨著第四代光源——X射線自由電子激光（X-ray Free-Electron Lasers-XFELs）的蓬勃發(fā)展,XFEL產(chǎn)生的這種具有超高峰值亮度、超短脈沖以及極好相干性等優(yōu)越特點的X射線可以在超小空間（nm）和超快時間（fs）尺度下探測物質(zhì)結(jié)構(gòu),并在原子分子物理、凝聚態(tài)物理、結(jié)構(gòu)生物學、表面催化與超快化學、材料科學等前沿科學領(lǐng)域有不可替代的重要作用。將具有獨特性質(zhì)的帶軌道角動量渦旋光拓展到X射線波段甚至γ射線波段,可以有效結(jié)合兩者特點,在近幾年已經(jīng)成為國際上熱門的研究課題,帶軌道角動量X射線（X-ray Carrying OAM-XOAM）在衍射成像、超快磁學、X射線軌道圓二色譜學等方面有著卓越的應用前景。據(jù)此,我們提出基于上海軟X射線自由電子激光裝置（the Shangha... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院上海應用物理研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 帶軌道角動量(OAM)渦旋光的興起與應用
        1.1.1 OAM可見光的興起
        1.1.2 OAM可見光的應用
        1.1.3 XOAM的應用
    1.2 國內(nèi)外關(guān)于OAM產(chǎn)生的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 OAM可見光的產(chǎn)生
        1.2.2 OAM電子和中子
        1.2.3 XOAM的產(chǎn)生
    1.3 本論文研究目標,結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新點
        1.3.1 論文研究目標
        1.3.2 本論文按結(jié)構(gòu)
        1.3.3 本論文的創(chuàng)新點
第2章 基于加速器產(chǎn)生渦旋光基本物理過程分析
    2.1 螺旋型波蕩器諧波產(chǎn)生螺旋光
        2.1.1 螺旋型波蕩器諧波產(chǎn)生帶OAM光的理論分析
        2.1.2 利用上海同步輻射光源(SSRF)的螺旋型波蕩器產(chǎn)生渦旋光
    2.2 自由電子激光物理及其產(chǎn)生OAM的過程
        2.2.1 自由電子激光物理
        2.2.2 FELs產(chǎn)生XOAM基本理論
第3章 基于上海軟X射線自由電子激光裝置產(chǎn)生XOAM的方案
    3.1 方案原理設計
        3.1.1 確定滿足設計要求的產(chǎn)生X射線渦旋光的方法
        3.1.2 本方案參數(shù)的確立
    3.2 基本物理理論過程
    3.3 模擬結(jié)果及討論
        3.3.1 本方案與單獨螺旋型波蕩器產(chǎn)生渦旋光效果對比
        3.3.2 方案穩(wěn)定性討論
    3.4 使用本方案方法產(chǎn)生波長約為2nm的渦旋光
    3.5 knot型波蕩器產(chǎn)生輻射光總結(jié)
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于激光康普頓散射產(chǎn)生帶軌道角動量的X射線方案的研究
    4.1 激光康普頓散射(LCS)原理
        4.1.1 單個光子和電子的康普頓散射原理
        4.1.2 光子束與電子束的康普頓散射原理
    4.2 激光康普頓散射產(chǎn)生渦旋光原理
    4.3 方案設計
        4.3.1 確定設計方案參數(shù)
        4.3.2 初步模擬計算結(jié)果討論
        4.3.3 確定基于激光康普頓散射的非線性效應產(chǎn)生帶軌道角動量X射線的方案
    4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Shanghai Synchrotron Radiation Facility[J]. JIANG MianHeng1, YANG Xiong2, XU HongJie3, ZHAO ZhenTang3 & DING Hao4 1 Chinese Academy of Sciences, Beijing 100864, China; 2 Shanghai Municipal Government, Shanghai 200003, China; 3 Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China; 4 Shanghai Urban Construction & Communications, Shanghai 200003, China.  Chinese Science Bulletin. 2009(22)
[2]渦旋光束和光學渦旋[J]. 陸璇輝,黃慧琴,趙承良,王將峰,陳和.  激光與光電子學進展. 2008(01)

博士論文
[1]能量連續(xù)可調(diào)激光康普頓散射光源的研制和相關(guān)應用研究[D]. 許杭華.中國科學院研究生院(上海應用物理研究所) 2017



本文編號：3196741