强激光与粒子束
2020, 32(6): 064001
美国俄亥俄州州立大学, 俄亥俄州 43210, 美国
随着近年来超快电子衍射和电子显微镜的发展,一个崭新的结构动力学时代即将到来,这对中国和世界都是一个令人激动的时刻,同时也意味着巨大的机遇。本文将介绍该项新技术的最新进展，以及从物理、化学到生物方面的最新突破。各种机遇和挑战也将会在报告中提到。
飞秒动力学 超快电子衍射 超快电子显微镜 结构动力学与复杂性 femotosecond dynamics ultrafast electron diffraction ultrafast electron microscopy structral dynamics and complexity
1 江苏省无线传感系统应用工程技术开发中心, 江苏 无锡 214153
2 无锡商业职业技术学院, 江苏 无锡 214153
3 中国科学院 西安光学精密机械研究所, 西安 710068
分析了超快电子枪处于扫描状态下电子束的传输特性，对飞秒量级的超短电子束脉冲通过偏转扫描系统时的偏转距离等物理量进行了数值计算。计算结果显示：为确保电子束能够顺利通过偏转扫描系统并最后轰击直径为30 mm的荧光屏，必须加一个700~1400 V的初始电压，以便抵消负斜坡扫描电压的作用；700~1400 V的初始电压和负斜坡扫描电压的共同作用，是扫描实验成功的一个前提。扫描实验成功的另一个前提是激发光电阴极的光路和控制扫描的电路之间的同步。讨论了前提一带给同步实验的巨大困难，并设计了一个可以在扫描实验中以较高效率调节光路延时的实验系统，该系统可解决脉宽测量实验中扫描斜坡电压信号和超快电子脉冲的同步难题。
超快电子衍射 偏转扫描系统 时间空间转换测量法 同步 ultrafast electron diffraction deflectionscan system timespace conversion method synchronization
1 无锡商业职业技术学院, 江苏 无锡 214153
2 中国科学院西安光学精密机械研究所, 西安 710119
3 上海交通大学, 上海 200240
对工作于扫描状态下的飞秒电子衍射系统电子束偏转量的计算方法作了理论研究.讨论了超短电子脉冲宽度的测量方法, 比较了相对论效应对电子束的偏转量及对电子束脉冲宽度的的影响, 并做了相应的数值计算.计算结果显示, 在忽略了电场的边缘效应等因素后, 电子束轴向速度的相对论修正与否对偏转距离和电子束脉冲宽度的影响分别达到20 mm和65 fs.
超快电子衍射 偏转扫描系统 相对论修正 Ultrafast dlectron diffraction Deflection and scanning system Relativity correction
1 无锡商业职业技术学院,江苏 无锡 214153
2 中国科学院 西安光学精密机械研究所,西安 710068
3 中国科学院 物理研究所,北京 100080
对工作于扫描状态下的飞秒电子衍射系统电子枪偏转量的计算方法作了理论研究,讨论了超快电子脉冲的测量方法,比较了相对论效应对电子束的偏转量及对电子束脉冲宽度的计算结果的影响,并做了相应的数值计算。计算结果显示,在忽略了电场的边缘效应等因素后,电子束轴向速度的相对论修正与否对偏转距离和电子束脉冲宽度的影响分别达到61.4 mm和65 fs。研究结果对超快电子枪偏转扫描系统的设计、对超短电子脉冲宽度的测量方法,尤其是对超短电子脉冲宽度的测量过程中的同步实验具有一定的指导意义。
飞秒激光 超快电子衍射 偏转扫描系统 相对论修正 femtosecond laser ultra-fast electron diffraction deflection and scanning system relativistic correction
中国科学院西安光学精密机械研究所,西安,710119
改进了超快电子衍射系统发射部分的数值计算模型和处理方法,使得计算结果更加接近于实际发射情形.研究了阴极表面面型对超快电子衍射系统时间分辨率的影响,提出了改进超快电子衍射系统时间分辨率的一个思路,该思路对于超快电子枪的设计及提高系统时间分辨率具有一定的作用.
电子光学 超快电子衍射 时间分辨率
1 无锡商业职业技术学院, 江苏 无锡 214153
2 中国科学院 西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710068
对飞秒电子衍射偏转扫描系统偏转量的计算方法做了理论研究,讨论了超快电子脉冲的测量方法,并做了相应的数值计算。研究结果可用于超快电子枪偏转扫描系统的设计,对超快电子脉冲宽度测量中的同步过程有一定的指导意义。
超快光学 超快电子衍射 偏转扫描系统 时间分辨率
1 中国科学院西安光学精密机械研究所，西安 710068
2 中国科学院物理研究所，北京 100080
研发的超快电子衍射系统由超快电子枪、样品室、超快读出系统、电源系统，以及真空系统等组成，该超快电子衍射系统具有较高的时间分辩能力和较强的探测能力．光电阴极是蒸镀于MgFB2窗上的35nm的银膜，该阴极对266nm的紫外光比较敏感，有较高的量子效率，又具有很好的化学稳定性．用短磁聚焦系统来实现对光电子的聚焦，有两对偏转板，其中的一对在测量时间脉宽时用作扫描板．用双MCP探测器来增强电子图像的强度，其增益在104以上，具有单电子探测能力．系统的总时间脉宽设计为358fs．
超快电子衍射 微通道板 磁聚焦 时间分辩 Ultra-fast electron diffraction MCP Imaging Magnetic focusing Temporal resolution
