紧凑型THz-FEL源的束斑检测系统的研制
发布时间：2021-05-16 19:56
太赫兹自由电子激光（THz-FEL）因其光波段位于红外波段和微波波段之间而具有一些独特的性质。基于太赫兹辐射成像技术,在军事通讯、安全检查等前沿领域,THz-FEL能够得到充分的利用和发展。世界各地的学者都十分关注对THz-FEL的研究,在国家科技部等支持下,华中科技大学建造了一台能量为14MeV紧凑型THz-FEL源直线加速器。本文所做工作正是为了给这台加速器的稳定运行提供必要的监控手段,这其中包括束斑横向截面尺寸的测量、束流横向发射度的测量以及束流能散的测量。这些参数描述了束流的特性和行为,最终决定了出射自由电子激光性能是否能达到要求,是衡量一台加速器束流品质的重要参数。束斑横向截面尺寸的测量是测量其他横向参数的基础,本文为该加速器搭建了一套束斑检测系统。所测量的束斑横向截面尺寸经后续数据处理可得到束流的发射度以及能散。束斑检测系统由两个部分组成,分别为步进电机控制系统和束斑采集处理系统。基于对步进电机的运动控制,步进电机控制系统能够实现把束测元件移动到合适的位置,为束斑的图像采集提供条件；束斑采集处理系统则是利用CCD相机对束斑图像进行采集,然后把采集到的图像传输给主控计算机,经...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 自由电子激光简介
1.1.2 THz-FEL背景介绍
1.1.3 直线加速器简介
1.1.4 紧凑型FEL-THz源直线加速器概况
1.1.5 束斑检测系统的研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 束流横向截面尺寸的测量方法
1.2.2 束流横向发射度的测量方法
1.2.3 束流能散的测量方法
1.3 文章主要研究内容与布局安排
第二章 束斑检测系统
2.1 束斑检测系统的组成
2.2 束斑检测的步进电机控制系统
2.2.1 步进电机
2.2.2 LabVIEW软件介绍
2.2.3 步进电机控制系统的功能
2.3 束斑检测的图像采集处理系统
2.3.1 工业相机的选择
2.3.2 屏监视器中发光屏的选择
2.3.3 图像采集处理系统的功能
第三章 束流参数的测量
3.1 束斑横向截面尺寸的测量
3.2 束流发射度的测量
3.3 能散的测量
第四章 总结与展望
4.1 总结
4.2 展望
附录 Matlab解超静定方程组计算发射度程序代码
参考文献
致谢
在攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]中物院高功率THz FEL装置的理论分析和优化设计[J]. 窦玉焕,束小建,邓德荣,杨兴繁,黎明. 强激光与粒子束. 2013(03)
[2]基于自由电子激光的小型太赫兹源初步设计[J]. 熊永前,秦斌,冯光耀,谭萍,田家胜,陈萍,杨军,余调琴,裴元吉,樊明武. 中国物理C. 2008(S1)
[3]加速器束流诊断技术的新进展[J]. 孙葆根,罗箐,王晓辉. 中国物理C. 2008(S1)
[4]微机械器件形状与尺寸的图像测量研究[J]. 邓进军,苑伟政,李晓莹,马炳和. 机械工程学报. 2002(S1)
[5]自由电子激光对微波源稳定性的要求[J]. 黎明,张国庆,庄杰佳. 强激光与粒子束. 2002(03)
[6]电子-光子相互作用的应用与自由电子激光的发展[J]. 谢家麟. 中国科学院研究生院学报. 2002(01)
[7]基于光学渡越辐射方法的实时电子能谱测量系统[J]. 吴频,李泉凤,张赟凯,吴钢. 核技术. 2001(10)
[8]Yb: YAG晶体的光谱和激光性能[J]. 杨培志,邓佩珍,徐军,黄国松,陈伟,乔景文. 光学学报. 1999(01)
博士论文
[1]HLS Ⅱ束流横向截面测量系统的研制及相关研究[D]. 唐雷雷.中国科学技术大学 2013
[2]电子注入器中基于条带检测器的多束流参数测量技术研究及应用[D]. 方佳.中国科学技术大学 2012
[3]合肥光源高亮度注入器束流测量系统的研制[D]. 王晓辉.中国科学技术大学 2011
[4]中国散裂中子源质子加速器束流相位及能量测试系统的设计与实现[D]. 赵雷.中国科学技术大学 2009
[5]低发射度光阴极微波电子注入器理论及初步实验研究[D]. 何小中.清华大学 2006
硕士论文
[1]紧凑型THz-FEL源直线加速器束流位置测量系统的研制[D]. 徐君.中国科学技术大学 2015
[2]便携式数字化焊缝底片检测仪应用研究[D]. 韩红文.东北大学 2009
[3]基于虚拟仪器的小型激光万能测长仪的研究[D]. 周娜.长春理工大学 2008
[4]两平移一转动并联中医推拿机器人控制研究[D]. 毛军华.江苏大学 2007
[5]成像系统性能及图像质量评估研究[D]. 刘晓明.南京理工大学 2007
[6]光学渡越辐射方法在直线感应加速器上的应用研究[D]. 杨国君.清华大学 2003
本文编号：3190304
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 自由电子激光简介
1.1.2 THz-FEL背景介绍
1.1.3 直线加速器简介
1.1.4 紧凑型FEL-THz源直线加速器概况
1.1.5 束斑检测系统的研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 束流横向截面尺寸的测量方法
1.2.2 束流横向发射度的测量方法
1.2.3 束流能散的测量方法
1.3 文章主要研究内容与布局安排
第二章 束斑检测系统
2.1 束斑检测系统的组成
2.2 束斑检测的步进电机控制系统
2.2.1 步进电机
2.2.2 LabVIEW软件介绍
2.2.3 步进电机控制系统的功能
2.3 束斑检测的图像采集处理系统
2.3.1 工业相机的选择
2.3.2 屏监视器中发光屏的选择
2.3.3 图像采集处理系统的功能
第三章 束流参数的测量
3.1 束斑横向截面尺寸的测量
3.2 束流发射度的测量
3.3 能散的测量
第四章 总结与展望
4.1 总结
4.2 展望
附录 Matlab解超静定方程组计算发射度程序代码
参考文献
致谢
在攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]中物院高功率THz FEL装置的理论分析和优化设计[J]. 窦玉焕,束小建,邓德荣,杨兴繁,黎明. 强激光与粒子束. 2013(03)
[2]基于自由电子激光的小型太赫兹源初步设计[J]. 熊永前,秦斌,冯光耀,谭萍,田家胜,陈萍,杨军,余调琴,裴元吉,樊明武. 中国物理C. 2008(S1)
[3]加速器束流诊断技术的新进展[J]. 孙葆根,罗箐,王晓辉. 中国物理C. 2008(S1)
[4]微机械器件形状与尺寸的图像测量研究[J]. 邓进军,苑伟政,李晓莹,马炳和. 机械工程学报. 2002(S1)
[5]自由电子激光对微波源稳定性的要求[J]. 黎明,张国庆,庄杰佳. 强激光与粒子束. 2002(03)
[6]电子-光子相互作用的应用与自由电子激光的发展[J]. 谢家麟. 中国科学院研究生院学报. 2002(01)
[7]基于光学渡越辐射方法的实时电子能谱测量系统[J]. 吴频,李泉凤,张赟凯,吴钢. 核技术. 2001(10)
[8]Yb: YAG晶体的光谱和激光性能[J]. 杨培志,邓佩珍,徐军,黄国松,陈伟,乔景文. 光学学报. 1999(01)
博士论文
[1]HLS Ⅱ束流横向截面测量系统的研制及相关研究[D]. 唐雷雷.中国科学技术大学 2013
[2]电子注入器中基于条带检测器的多束流参数测量技术研究及应用[D]. 方佳.中国科学技术大学 2012
[3]合肥光源高亮度注入器束流测量系统的研制[D]. 王晓辉.中国科学技术大学 2011
[4]中国散裂中子源质子加速器束流相位及能量测试系统的设计与实现[D]. 赵雷.中国科学技术大学 2009
[5]低发射度光阴极微波电子注入器理论及初步实验研究[D]. 何小中.清华大学 2006
硕士论文
[1]紧凑型THz-FEL源直线加速器束流位置测量系统的研制[D]. 徐君.中国科学技术大学 2015
[2]便携式数字化焊缝底片检测仪应用研究[D]. 韩红文.东北大学 2009
[3]基于虚拟仪器的小型激光万能测长仪的研究[D]. 周娜.长春理工大学 2008
[4]两平移一转动并联中医推拿机器人控制研究[D]. 毛军华.江苏大学 2007
[5]成像系统性能及图像质量评估研究[D]. 刘晓明.南京理工大学 2007
[6]光学渡越辐射方法在直线感应加速器上的应用研究[D]. 杨国君.清华大学 2003
本文编号：3190304
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3190304.html
