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、具有精細且可塑的脈沖結構、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�；谝陨蟽�(yōu)點FEL在材料化學、科研、能源、工業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)學等多個領域具有廣闊的應用。基于可調(diào)諧紅外激光的能源化學研究大型實驗裝置(FELiChEM)是建設于中國科學技術大學國家同步輻射實驗室的一個紅外自由電子激光的用戶裝置,包括一個紅外自由電子激光(IR-FEL)光源和三個用戶實驗站。該大型實驗裝置的核心器件是兩個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)的中紅外和遠紅外激光,它是一個專門的紅外光源,旨在進行能源化學等方面的研究。本文根據(jù)紅外自由電子激光裝置輸出光功率、波長、脈沖結構等理論設計參數(shù),設計了適用于IR-FEL光強及光斑測量的系統(tǒng)。光強及光斑尺寸是自由電子激光的重要基本參數(shù),對這兩個參數(shù)的測量可以了解裝置狀態(tài),為進一步的調(diào)試和運行提供重要依據(jù)。通過對自由電子激光的宏脈沖波形進行測量,不僅可以評估自由電子激光裝置的增益和腔耗,同時可以計算出激光的光功率,判定是否飽和...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１典型自由電子激光裝置工作原理圖??

一效應稱為滑移效應，通過一個磁鐵周期的電子束產(chǎn)生的輻射光剛好超前這個電??子束一個波長的長度，由于滑移效應在后邊的電子產(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??其結構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，與電子束同時進入波蕩....

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，與電子束同時進入波蕩器產(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??是對種子激光諧波進行放大，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的時間結構??激光功率高，效率高

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

本文編號：3952632