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变像管相机中空间电荷效应的统计动力学分析

强激光与粒子束 2008年第8期20卷 1387-1391页

作者：王超康轶凡唐天同西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室西安710049 西安空军工程大学理学院西安710051

从Boltzmann积分微分方程出发推出了保守势场中电子数密度按势能的分布规律,即Boltz-mann统计分布。以此为基础,从统计动力学的角度详细分析了变像管相机中超短电子脉冲内部的空间电荷效应,通过求解Poisson方程得出了表征空间电荷效应... 详细信息

从Boltzmann积分微分方程出发推出了保守势场中电子数密度按势能的分布规律,即Boltz-mann统计分布。以此为基础,从统计动力学的角度详细分析了变像管相机中超短电子脉冲内部的空间电荷效应,通过求解Poisson方程得出了表征空间电荷效应的两个特征参量:空间电荷密度分布函数和速度分布函数,并对其按电位的动态变化规律进行了定性讨论。结果表明,限制变像管中的低电位区域和其中光电子脉冲从高电位向低电位传输的区域都将有助于优化整个变像管的性能。同时也重新讨论了光电阴极附近强加速场对光电子脉冲时间弥散的抑制作用,最终确定了其物理机制为不等位区间中电子脉冲空间分布的高度集中性。

关键词：高速变像管相机空间电荷效应 Boltzmann积分微分方程 Poisson方程时间分辨

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抑制超短电子脉冲展宽的补偿方法

强激光与粒子束 2008年第9期20卷 1551-1554页

作者：王超康轶凡唐天同西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室西安710049 西安空军工程大学理学院西安710051

提出了一种有效的利用补偿元件抑制空间电荷效应所致脉冲展宽的方法。此元件为一轴对称的圆柱形空腔,金属侧壁和供脉冲输出的端面金属栅网接地以保持0电位,供脉冲进入空腔的端面小孔的内壁涂导电层并施以正电位,通过选择此端面的介电常... 详细信息

提出了一种有效的利用补偿元件抑制空间电荷效应所致脉冲展宽的方法。此元件为一轴对称的圆柱形空腔,金属侧壁和供脉冲输出的端面金属栅网接地以保持0电位,供脉冲进入空腔的端面小孔的内壁涂导电层并施以正电位,通过选择此端面的介电常数分布而在此端面上形成特定的电位分布。如此形成的补偿元件内部电场能够在不引入附加电子能量弥散的基础上,在空点电荷效应所致脉冲展宽极为严重的纵向和横向这两个主要方向上,均能够有效地抑制空间电荷效应,从而起到补偿电子脉冲展宽的作用。

关键词：高速变像管相机空间电荷效应脉冲展宽补偿时间分辨

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光生伏打空间孤子理论及实验研究

光生伏打空间孤子理论及实验研究

作者：康轶凡西北大学

学位级别：硕士

本文对光折变空间孤子,特别是光生伏打空间孤子进行了理论和实验研究。首先基于光折变效应的物理过程并根据光折变空间孤子的行成机理,从光折变效应的动力学方程出发,得出了无背景光作用的光伏孤子空间电荷场及其演化方程。同时,在适当... 详细信息

本文对光折变空间孤子,特别是光生伏打空间孤子进行了理论和实验研究。首先基于光折变效应的物理过程并根据光折变空间孤子的行成机理,从光折变效应的动力学方程出发,得出了无背景光作用的光伏孤子空间电荷场及其演化方程。同时,在适当的约束条件下,得出了相应的亮、暗孤子解。在已有理论基础上详细分析了背景光在光伏孤子形成过程中的作用,得出了△n＜0和△n＞0两种类型光折变晶体中分别形成亮、暗光伏孤子的条件;并从实验上首次观察到折射率改变为负的LiNbO晶体中实现自散焦向自聚焦特性的转化,并进而形成亮光伏孤子的实验事实;依据Glass常数的光伏效应表征意义,提出了光伏孤子形成过程中背景光的引入所导致的光伏载流子的竞争效应模型。基于此,分析了背景光在此两种类型光折变晶体中实现自散焦和自聚焦特性相互转化过程中的作用,得出了与前述理论分析相一致的结论,最终阐明了此光折变特性相互转化的内在物理机制。同时,也对部分非相干暗光伏孤子进行了实验研究。在LiNbO∶Fe晶体中观察到了部分空间非相干光形成的一维暗光伏孤子,并由此暗光伏孤子在该晶体中诱导出一维波导。这一实验证明了用低能量非相干光束控制转换高能量相干光束的可能性。

关键词：光生伏打孤子背景光自散焦和自聚焦载流子竞争模型非相干光

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超短电子脉冲展宽的外场依赖性分析

真空科学与技术学报 2013年第2期33卷 120-125页

作者：王超田进寿康轶凡李昊刘虎林中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室西安710119 空军工程大学理学院西安710051 中国科学院研究生院北京100049

根据已有文献研究结果,建立了Boersch效应电子脉冲展宽物理分析模型,确立了以时间弥散特征参量为核心参数的电子脉冲展宽表征理论,以此为基础分析了超短电子脉冲展宽对外场的依赖性。结果表明:相比匀速漂移场,加速场具有较好的抑制电子... 详细信息

根据已有文献研究结果,建立了Boersch效应电子脉冲展宽物理分析模型,确立了以时间弥散特征参量为核心参数的电子脉冲展宽表征理论,以此为基础分析了超短电子脉冲展宽对外场的依赖性。结果表明:相比匀速漂移场,加速场具有较好的抑制电子脉冲展宽作用,而减速场则增大了电子脉冲展宽;对条纹相机和超快电子衍射仪等电子枪系统而言,除了已知的两个区域—光阴极附近和偏转板后等电位漂移空间之外,光电子脉冲从高电位向低电位传输时其时间弥散也是非常显著的。此结论对高性能电子枪工程设计具有重要的理论指导价值。

关键词：脉冲展宽 Boersch效应时间分辨内建场

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时间分辨条纹相机技术的发展及相关研究展望

真空科学与技术学报 2012年第7期32卷 653-660页

作者：王超田进寿康轶凡汪韬中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室西安710119 空军工程大学理学院西安710051

梳理了瞬态科学超快诊断技术发展更替脉络,以时间分辨率为主线回顾了时间分辨条纹相机技术的发展历程,从相关应用需求角度分析了条纹相机技术的发展趋势,重点阐明了双色场泵浦-探测阿秒条纹相机技术相对于基于变像管的条纹相机诊断技术... 详细信息

梳理了瞬态科学超快诊断技术发展更替脉络,以时间分辨率为主线回顾了时间分辨条纹相机技术的发展历程,从相关应用需求角度分析了条纹相机技术的发展趋势,重点阐明了双色场泵浦-探测阿秒条纹相机技术相对于基于变像管的条纹相机诊断技术在测量机制方面的创新。同时对阿秒条纹相机技术对微观超快现象向更深层次拓展的推动作用作了前瞻性的论述。

关键词：超快诊断互相关测量技术条纹相机时间分辨率阿秒-仄秒

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调制型准层流电子枪聚焦透镜系统的研究

光子学报 2009年第7期38卷 1626-1631页

作者：王超康轶凡唐天同西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室西安710049 西安空军工程大学理学院西安710051

基于变像管工作原理并从其整体性能优化的角度出发,得出在其中采用准层流电子束的必要性;通过分析已有电子光学聚焦系统所存在的结构和性能上的缺陷,确立了优化电子透镜系统的基本模型.在分析各参量相对变化对其渐进聚焦调制特性影响的... 详细信息

基于变像管工作原理并从其整体性能优化的角度出发,得出在其中采用准层流电子束的必要性;通过分析已有电子光学聚焦系统所存在的结构和性能上的缺陷,确立了优化电子透镜系统的基本模型.在分析各参量相对变化对其渐进聚焦调制特性影响的基础上,阐明了通过膜孔透镜的引入而形成对电子束横向尺寸具有渐进压缩特性的准层流电子枪的可能性.

关键词：变像管交叉枪准层流枪调制型

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磁瓶飞行时间谱仪用复合磁场系统设计

强激光与粒子束 2011年第7期23卷 1810-1812页

作者：王超田进寿张美志康轶凡中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室西安710119 西安邮电学院电子工程学院西安710061 空军工程大学理学院西安710051

根据磁瓶飞行时间谱仪磁场系统的基本要求,设计了一套符合其使用的复合磁场系统。最高强度达1.2 T的强非均匀磁场部分由永久磁铁和结构经过优化的截圆锥状磁极靴所产生。永久磁铁为N52系列NdFeB,磁极靴材料为高磁导率珀明德合金。强度为... 详细信息

根据磁瓶飞行时间谱仪磁场系统的基本要求,设计了一套符合其使用的复合磁场系统。最高强度达1.2 T的强非均匀磁场部分由永久磁铁和结构经过优化的截圆锥状磁极靴所产生。永久磁铁为N52系列NdFeB,磁极靴材料为高磁导率珀明德合金。强度为1.0×10-3T的弱均匀引导磁场由半径为3 cm、长度为3 m螺线管提供。磁极靴与螺线管之间的距离为5 cm。

关键词：磁瓶飞行质谱仪飞行时间极靴准直化绝热参数

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基于可调谐静电啁啾镜的电子脉冲压缩技术

强激光与粒子束 2016年第4期28卷 64-67页

作者：康轶凡史瑞玲张利霞空军工程大学理学院西安710051 西安应用光学研究所西安710065

分析了基于双级反射静电系统的电子脉冲压缩技术方法。类比于光子脉冲压缩用多层介质啁啾镜,将该静电系统称为可调谐静电啁啾镜:根据静电啁啾镜电气结构参数的设置,入射电子脉冲在系统中U形反射运动飞行时间与其初始轴向能量具有相应不... 详细信息

分析了基于双级反射静电系统的电子脉冲压缩技术方法。类比于光子脉冲压缩用多层介质啁啾镜,将该静电系统称为可调谐静电啁啾镜:根据静电啁啾镜电气结构参数的设置,入射电子脉冲在系统中U形反射运动飞行时间与其初始轴向能量具有相应不同的色散关系,也即正负啁啾特性。讨论了该啁啾镜正负啁啾属性的可调谐性及脉冲压缩技术细节,并给出了计算实例。

关键词：双级反射静电系统静电啁啾镜电子脉冲压缩正负啁啾飞行时间

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一种磁聚焦型带电粒子三维动量信息映射技术

空军工程大学学报（自然科学版） 2016年第2期17卷 103-106页

作者：康轶凡刘静朱冠芳空军工程大学理学院西安710051

提出了一种高收集效率带电粒子三维动量映射分析技术,其特点在于:引入轴向均匀磁场以约束抑制带电粒子在系统横向的发散,使得分析仪具有较大的粒子收集角;采用位置敏感探测器记录带电粒子撞击探测器的位置信息和时间信息,用以反演重建... 详细信息

提出了一种高收集效率带电粒子三维动量映射分析技术,其特点在于:引入轴向均匀磁场以约束抑制带电粒子在系统横向的发散,使得分析仪具有较大的粒子收集角;采用位置敏感探测器记录带电粒子撞击探测器的位置信息和时间信息,用以反演重建带电粒子的初始动量。文中根据带电粒子在磁场的运动方程,阐述了该技术的工作技术原理,给出了带电粒子初始三维动量与位置及时间信息的映射重建关系;同时也说明该技术相对无磁场映射技术在粒子收集率方面的优越性。另外,文中也从该技术后续工程应用的角度,给出了磁场的优化设置问题。

关键词：带电粒子位置敏感探测器磁节点重建