自由電子激光(Free Electron Laser,FEL)具有波長覆蓋范圍寬且連續(xù)可調(diào)、輸出激光功率高、具有精細(xì)且可塑的脈沖結(jié)構(gòu)、好的光束質(zhì)量等一系列常規(guī)激光器所不具備的突出優(yōu)點(diǎn)�；谝陨蟽�(yōu)點(diǎn)FEL在材料化學(xué)、科研、能源、工業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用。基于可調(diào)諧紅外激光的能源化學(xué)研究大型實(shí)驗(yàn)裝置(FELiChEM)是建設(shè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)紅外自由電子激光的用戶裝置,包括一個(gè)紅外自由電子激光(IR-FEL)光源和三個(gè)用戶實(shí)驗(yàn)站。該大型實(shí)驗(yàn)裝置的核心器件是兩個(gè)自由電子激光振蕩器,能夠產(chǎn)生覆蓋2.5-200μm光譜范圍并且波長連續(xù)可調(diào)的中紅外和遠(yuǎn)紅外激光,它是一個(gè)專門的紅外光源,旨在進(jìn)行能源化學(xué)等方面的研究。本文根據(jù)紅外自由電子激光裝置輸出光功率、波長、脈沖結(jié)構(gòu)等理論設(shè)計(jì)參數(shù),設(shè)計(jì)了適用于IR-FEL光強(qiáng)及光斑測(cè)量的系統(tǒng)。光強(qiáng)及光斑尺寸是自由電子激光的重要基本參數(shù),對(duì)這兩個(gè)參數(shù)的測(cè)量可以了解裝置狀態(tài),為進(jìn)一步的調(diào)試和運(yùn)行提供重要依據(jù)。通過對(duì)自由電子激光的宏脈沖波形進(jìn)行測(cè)量,不僅可以評(píng)估自由電子激光裝置的增益和腔耗,同時(shí)可以計(jì)算出激光的光功率,判定是否飽和...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１典型自由電子激光裝置工作原理圖??

一效應(yīng)稱為滑移效應(yīng)，通過一個(gè)磁鐵周期的電子束產(chǎn)生的輻射光剛好超前這個(gè)電??子束一個(gè)波長的長度，由于滑移效應(yīng)在后邊的電子產(chǎn)生的光能夠追上它之前的電??子并和它相互作用，輻射場經(jīng)過增益后逐漸飽和，如圖１．２所示。ＳＡＳＥ模式下??其結(jié)構(gòu)簡單且可工作于任意波段，較為吸引人的是工作于其他....

圖１．３高增益高次諧波（ＨＧＨＧ）?ＦＥＬ??

?ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ：??Ｃ?ｏｈｅｒｅｎｔ?ｕ＾ｅｄ?ａｍｐｌｉｆｉｅｄ?ｔｏ?ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ??圖１．２自放大自發(fā)輻射（ＳＡＳＥ）?ＦＥＬ??放大器型自由電子激光：和ＳＡＳＥ型ＦＥＬ?—樣工作在高增益模式下。放大??器型ＦＥＬ是使用外加的種子激光，與電子束同時(shí)進(jìn)入波蕩....

圖１．２自放大自發(fā)輻射（ＳＡＳＥ）?ＦＥＬ??

器型ＦＥＬ是使用外加的種子激光，與電子束同時(shí)進(jìn)入波蕩器產(chǎn)生相互作用，并??且放大，種子激光波長與自發(fā)輻射共振的波長相同；高次諧波產(chǎn)生型（ＨＧ）?ＦＥＬ??是對(duì)種子激光諧波進(jìn)行放大，也是放大器ＦＥＬ的一種。如圖１．３所示為放大器??ＦＥＬ工作原理圖。它的工作波長以及調(diào)諧范圍受到了種....

圖１．４自由電子激光具有宏脈沖和微脈沖精細(xì)的時(shí)間結(jié)構(gòu)??激光功率高，效率高

于前幾代光源，具有更高的亮度。??精細(xì)穩(wěn)定的時(shí)間結(jié)構(gòu)。其時(shí)間結(jié)構(gòu)精細(xì)穩(wěn)定且可控，微脈沖在皮秒甚至飛秒??量級(jí)，如圖１．４所示。??Ｍａｃｒｏｐｕｌｓｅ??■?Ｊｉｌｌ?．．１１１??＃．?％??Ｍｉｃｒｏｐｕｌｓｅ?／??＼?／?＼??ｍ??．４?ｋ??／?＼??９?％??」——....

本文編號(hào)：3952632