超短电子束的时间聚焦和时间准直系统研究

目前X射线条纹相机的时间分辨率已经接近300 fs，由于从光阴极发射的光电子束团具有较大的初能量分布，导致电子束团在加速或传输过程中产生时间弥散，使电子束团时间宽度展宽，因此要使条纹相机的时间分辨率突破100 fs，就必须对时间弥散进行补偿。申请者首次提出了一种腔型结构的超短电子束时间聚焦和时间准直系统，时间聚焦器用来线性压缩补偿电子束团在加速和传输过程中所产生的时间宽度展宽；压缩补偿后的电子束团再通过时间准直器，时间准直器用来使输出的电子都具有相同的能量，这样电子束团再通过加速或传输时就不会产生新的时间弥散。由于时间聚焦器和准直器均需要用超快高压斜坡电脉冲驱动，因此时间聚焦器和准直器设计成传输的微带线结构并具有超宽的频带响应；同时时间聚焦器和时间准直器构成一种腔型结构，使所加的超快斜坡高压电脉冲不会对腔外的电子产生影响。本项目研究目标为将电子束团的时间宽度压缩到200 fs。