强激光与粒子束

作者：彭小钰, 张浩然, 胡浩, 胡桐宁, 邓建军, 冯光耀,

关键词：红外自由电子激光, 电子束, 注入器, 次谐波聚束腔, 束流动力学,

基于正在运行的合肥红外自由电子激光装置注入器的指标要求，对注入器结构进行优化设计，得到更适合红外振荡器型自由电子激光装置的电子束。基于前期电子枪栅网结构的优化结果，进一步改进设计，将现有6次次谐波聚束系统的前级增设一个新的12次次谐波聚束腔，再结合改进的行波聚束结构对束团进行聚束和加速。在束流动力学优化过程中，首先设计次谐波聚束腔，扫描束流注入相位、行波聚束器相速度等参数，使得电子束在聚束阶段中达到100%捕获，能量提升至接近4.4 MeV。随后，通过装置原有的两个等梯度行波加速管，束流能量被提升至64 MeV。根据红外自由电子激光的实际应用需求，滤除高能散电子，对±1%束团能散的电子束进行统计，优化后核心束团的均方根纵向长度降低至3.1 ps，能散低于0.23 MeV，归一化横向发射度可以降低至9.8 mm · mrad，同时峰值流强达到270 A，为原有优化结果的2.7倍。优化后的注入器能够为光源的运行提供更高品质的电子束，有望驱动产生质量更为优异的红外辐射光。

来源：2025年第9期

《强激光与粒子束》期刊编辑部

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