國(guó)內(nèi)首臺(tái)高平均功率太赫茲自由電子激光飽和出光
近日,由中國(guó)工程物理研究院應(yīng)用電子學(xué)研究所(中物院十所)牽頭負(fù)責(zé)的高平均功率太赫茲自由電子激光裝置(以下簡(jiǎn)稱CTFEL裝置)首次飽和出光并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。這標(biāo)志著中國(guó)首臺(tái)具有高重復(fù)頻率、高占空比特性的太赫茲自由電子激光裝置建成,我國(guó)太赫茲源正式進(jìn)入自由電子激光時(shí)代。 太赫茲(THz)輻射通常指頻率在0.1THz~10THz區(qū)間的電磁輻射,其波段位于微波和紅外光之間,是人類尚未完全認(rèn)識(shí)并很好加以利用的最后一個(gè)波(光)譜區(qū)間。自由電子激光(FEL)由于具有頻率連續(xù)可調(diào)、功率大、線寬窄、方向性好、偏振強(qiáng)和皮秒時(shí)間結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn),使得在同一臺(tái)裝置上實(shí)現(xiàn)太赫茲波段全覆蓋的大功率理想太赫茲源成為了可能,故FEL是目前該波段最有前途的高功率可調(diào)諧相干光源。 CTFEL裝置依托于國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)“相干強(qiáng)太赫茲源科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)”項(xiàng)目,于2011年正式啟動(dòng),2016年底完成裝置研制與總體集成。裝置采用諧振腔型FEL技術(shù)路線,主要包括直流高壓光陰極注入器、射頻超導(dǎo)加速器、搖擺器、激光諧振腔、THz傳輸與測(cè)量系統(tǒng)等。2017年9月20日,經(jīng)專家組現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和第三方檢測(cè),CTFEL裝置在1.99 THz 、2.41 THz和2.92 THz三個(gè)頻率點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行,平均功率均大于10W,最高達(dá)到17.9W;微脈沖峰值功率均大于0.5MW,最高達(dá)到0.84MW,通過調(diào)節(jié)電子束能量和搖擺器磁場(chǎng)強(qiáng)度,可以實(shí)現(xiàn)輸出頻率連續(xù)可調(diào),技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 |