传统射频加速器vs激光等离子体加速：谁更胜一筹？
激光等离子体加速在粒子物理领域前景广阔：它产生的电场比传统射频（RF）加速器高出三个数量级。当强激光脉冲穿过等离子体，有质动力将电子推离脉冲前后，形成随行的纵向密度波——这种"激光尾波场加速器"特别适合产生短脉冲、高能电子束，应用于飞秒电子衍射、医学成像与微型自由电子 X 射线激光。一、研究背景：牛津团队的四大目标这类加速器的关键挑战，在于维持驱动激光强度的传播距离，这限制了粒子可被加速到的能量。牛津大学激光—等离子体加速器组的负责人西蒙·胡克（Simon Hooker）教授介绍，该组由三名博士后与六名研究生组成，专注于实验工作，也大量使用粒子网格（PIC）代码做数值模拟。实验在自有的辐射屏蔽高功率激光实验室 OPAL 中进行，配备 25 TW（1 J、40 fs） 的钛宝石激光，并依托哈威尔校区的中央激光设施等国际平台。全球多个团队已证明，激光等离子体加速器（LPA）可在区区几厘米内将电子加速到数 GeV，进入同步辐射装置与自......阅读全文
传统射频加速器－vs－激光等离子体加速：谁更胜一筹？
激光等离子体加速在粒子物理领域前景广阔：它产生的电场比传统射频（RF）加速器高出三个数量级。当强激光脉冲穿过等离子体，有质动力将电子推离脉冲前后，形成随行的纵向密度波——这种"激光尾波场加速器"特别适合产生短脉冲、高能电子束，应用于飞秒电子衍射、医学成像与微型自由电子 X 射线激光。一、研究背景：牛
上海光机所激光尾波场电子加速研究取得重要突破
中科院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室徐至展、李儒新研究组于7月15日出版的国际学术期刊《物理评论快报》上发表论文（Phys. Rev. Lett. 107，035001（2011）），报道了首次利用电离注入的全光驱动双尾波场级联电子加速器方案，成功实现了电子注入与
一种产生超强太赫兹辐射源的新方法问世
据麦姆斯咨询报道，英国斯特拉斯克莱德大学（University of Strathclyde）和北京首都师范大学的科学家们正在开发一种新的超强太赫兹（terahertz，THz）辐射源，可以提供更安全的X射线替代品，有很多潜在的工业应用。与可见光不同的是，太赫兹辐射可以穿透塑
在激光等离子体中产生的超强太赫兹辐射
太赫兹辐射(THz)在材料光谱分析、断层摄影成像、生物材料表征等方面有广泛的应用前景。THz成像技术和应用中辐射源的产生和检测技术是两个关键问题。目前迄今为止，对有关THz辐射的产生人们提出了多种多样的方案，但缺少高功率、低价和小型的THz辐射源仍然是目前这项技术应用的重大障碍。等离子体作为一种非线
太赫兹波电子加速研究取得进展
近期，中国科学院上海光学精密机械研究所李儒新、田野和宋立伟团队，在太赫兹波电子加速领域取得重要进展。该团队基于上海光机所新一代超强超短脉冲激光综合实验装置，利用超强超短激光驱动丝波导产生毫焦耳级太赫兹表面波，并采用表面波进行电子加速，解决了高能量太赫兹波产生以及自由空间太赫兹波至波导能量耦合效率
中科院激光电子加速获创纪录高亮度高品质电子束
中科院上海光机所强场激光物理国家重点实验室徐至展院士、李儒新研究员带领研究团队，在超强超短激光驱动尾波场加速产生高亮度高品质研究中取得突破性进展。研究团队提出了级联尾波场加速新方案，突破了激光尾波场加速中能散度难以压缩等重大技术瓶颈，实验获得了高亮度高品质（200-600 MeV、能散0.4-1
我国学者在高亮度极化阿秒电子束研究中取得进展
图 双等离子体尾波实现极化电子束可控注入并保持高极化度，等离子体密度调制将电子束压缩至阿秒尺度。黄球代表电子 在国家自然科学基金项目（批准号：U2267204、12022506、12275209、12105217）等资助下，西安交通大学物理学院栗建兴教授团队在高亮度自旋极化阿秒电子源制备方法方面取
物理所等澄清双色场太赫兹辐射方案推广及物理机制
太赫兹波通常指频率处于0.1THz到10THz的电磁波。由于波段独特，太赫兹波在多各领域具有应用潜力，但如何产生可调谐的强太赫兹辐射源是一个长期存在的难题。近三十年的研究表明，等离子体可以把强激光转化成强太赫兹辐射源。其中，2000年提出的“双色场方案”，由于转换效率高和技术简单等优点，得到最为
CERN首次实现质子束驱动的尾波电子加速
在科幻小说《三体》中，三体人用“智子”干扰人类粒子加速器，以便阻碍地球人的发展。估计在三体人眼中，粒子加速器算得上是人类科技发展最得力的工具了。 一直以来，人类对于升级改造加速器乐此不疲。5月26日凌晨，在欧洲核子研究中心（CERN），新一代加速器——AWAKE项目，在世界上首次通过质子束穿
超强超短激光驱动的超高亮度伽马射线源成功实现
近期，中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室徐至展、李儒新带领的研究团队，基于超强超短激光驱动的超高亮度伽马γ射线源研究取得突破性进展。利用超强超短激光驱动的级联尾波场加速获得高性能高能电子束与激光对撞产生超高亮度准单色MeV量级伽马射线源，其最高峰值亮度达3×1022 ph
加速发展的毫米波/太赫兹频域（二）
II 微加工制造技术真空电子器件最大的问题是手工制造和对中，尚未实现批量制造技术。要实现毫米波和太赫兹频段的开拓，必须解决真空电子器件的批量制造问题。真空电子器件在历史发展上，本来就属于批量制造产品，否则它也不可能在上世纪构建完整的信息社会。当时的小型化三、四极管都是年产几千万支的产品。显示器件（C
加速发展的毫米波/太赫兹频域（一）
由于微波频段的拥挤，近年来国内外信息技术界都更加关注毫米波和太赫兹频域的利用和发展[1-3]。毫米波频域的应用可追朔到上世纪70年代，美国Milstar通信卫星正式使用Ka波段毫米波技术，使毫米波技术应用取得突破。近年来，高速数据通信和5G移动通信的发展，要求更高的工作频率和更宽的频带宽度。促使我们
精密测量院在液体太赫兹波产生机制理论研究方面获进展
太赫兹波在通讯和成像等方面颇具应用价值。强场超快激光与物质非线性相互作用是产生太赫兹波的重要方式之一。等离子体、气体、晶体等太赫兹产生介质相关的实验与理论研究较为充分。然而，液体水是很强的太赫兹波吸收介质，尚未有其产生太赫兹波的报道。2017年，实验发现，液体薄膜厚度或液体束直径降到微米量级时，太赫
物理所等实现固体靶超高电荷量电子加速
近几十年来，新型激光等离子体加速器得到了快速发展。相比于传统的射频加速器，激光等离子加速器在加速梯度和束流尺寸等方面具有显著的优势。传统射频加速器利用波导腔内的振荡电磁场来加速带电粒子，受限于加速介质的电击穿强度，能量增益一般为~100MV/m。激光等离子体加速器的加速介质为等离子体，其加速梯度
真空电子学对太赫兹辐射源的可能贡献——大功率THz辐射源
由于THz科学技术迅速发展，对于THz辐射源的要求日益增强，从2000年以来，THz真空电子学有了很快的发展并取得了重要的成果，特别是在大功率THz辐射源方面。对于远距离成像及非破坏高穿透波谱研究等，需要可调或宽带瓦级以上功率输出的THz辐射源。太赫兹与物质的非线性作用，探测物质内部由高功率太赫兹激
王文涛：找准梦想切入点
2019年1月11日凌晨3点，从中国科学院上海光学精密机械研究所（简称上海光机所）强场激光物理国家重点实验室里传出一阵欢呼。随着这声欢呼，该所研究员王文涛团队在历经3000多个日夜奋战后，将“梦之束”变成了“现实之光”。2019年1月11日凌晨3点出光后，王文涛（前排左一）和团队合影。 上海
光机所强光场驱动太赫兹辐射波形受控研究取得新进展
中科院光机所强光场驱动太赫兹辐射波形受控研究取得新进展 中科院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室徐至展、李儒新研究组在6月22日出版的国际学术期刊《物理评论快报》上发表的论文 [Phys. Rev. Lett. 108, 255004 (2012)]中，首次提出并证实利用周期
上海光机所强光场驱动太赫兹辐射波形受控研究取得新进展
中科院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室徐至展、李儒新研究组在6月22日出版的国际学术期刊《物理评论快报》上发表的论文 [Phys. Rev. Lett. 108, 255004 (2012)]中，首次提出并证实利用周期量级极短脉冲强场激光驱动产生波形受控的太赫兹
上海光机所强光场驱动太赫兹辐射波形受控研究取得进展
中科院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室徐至展、李儒新研究组在6月22日出版的国际学术期刊《物理评论快报》上发表的论文 [Phys. Rev. Lett. 108, 255004 (2012)]中，首次提出并证实利用周期量级极短脉冲强场激光驱动产生波形受控的太赫兹辐射的新方法，
太赫兹波与太赫兹技术
太赫兹波是指频率介于0.1~10THz之间的电磁波，其波长范围为 0.03~3 mm。太赫兹波在电磁波谱中的位置位于微波和红外辐射之间，故对其研究手段由电子学理论逐渐过渡为光子学理论。20世纪90年代以前，人们对太赫兹波的认识非常有限。近年来，随着激光技术、量子阱技术和半导体技术的发展，为太赫兹脉冲
飞秒强激光驱动金属丝波导螺旋波荡器产生强太赫兹辐射
导读： 近日，中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室提出飞秒激光驱动金属丝波导螺旋波荡器新概念，与南开大学现代光学研究所合作开展实验，首次利用这一全新的波荡器方案实现了强THz辐射输出。 在电磁波谱上，介于微波与
相对论激光驱动的大能量相干太赫兹辐射新进展
太赫兹(THz)辐射位于中红外和微波辐射之间，由于其单光子能量低和谱“指纹性”等独特优势，在材料科学、生物医疗和国防安全等领域具有重要应用。然而大能量太赫兹辐射源的缺乏是限制太赫兹科学发展的最关键瓶颈问题之一。等离子体能够承受任意光强的泵浦，可以克服光整流等传统太赫兹产生方法中光学元件的损伤问题。目
相对论激光驱动的大能量相干太赫兹辐射新进展
太赫兹(THz)辐射位于中红外和微波辐射之间，由于其单光子能量低和谱“指纹性”等独特优势，在材料科学、生物医疗和国防安全等领域具有重要应用。然而大能量太赫兹辐射源的缺乏是限制太赫兹科学发展的最关键瓶颈问题之一。等离子体能够承受任意光强的泵浦，可以克服光整流等传统太赫兹产生方法中光学元件的损伤问题。目
科学家首次实现在质子驱动等离子体波中加速电子
分析测试百科网讯 近日，欧洲核子研究中心的科学家们成功利用质子驱动等离子体产生的波加速了电子。 “我们已经将粒子加速到比现有技术更大的能量和更短的距离，这可能导致加速器长度大大减少，因此成本增加。”AWAKE-UK的主要调查员Matthew Wing教授（UCL物理与天文学）解释道。“这是实现
首都师范大学：液态水产生太赫兹波被证实
变“不可能”为“可能”液态水产生太赫兹波被证实 液态水具有吸收太赫兹光波的性能，因此一直被认为不可能充当太赫兹波的光源。但近日，首都师范大学特聘教授张希成带领团队利用飞秒激光脉冲首次证明，液态水也能产生太赫兹波。发表在最新一期《应用物理快报》上的这一重要研究成果，将为太赫兹波在无线数据传输、工业质
首都师范大学：液态水产生太赫兹波被证实
液态水具有吸收太赫兹光波的性能，因此一直被认为不可能充当太赫兹波的光源。但近日，首都师范大学特聘教授张希成带领团队利用飞秒激光脉冲首次证明，液态水也能产生太赫兹波。发表在最新一期《应用物理快报》上的这一重要研究成果，将为太赫兹波在无线数据传输、工业质量管控及高清成像等领域的广泛应用提供一种全新的可能
地质地球所揭示近地磁尾高纬度动力学阿尔文波的产生过程
诸多观测研究表明磁尾高纬度区域存在动力学阿尔文波，且携带的场向电场对等离子加速为极光的高能带电粒子提供了充分条件。研究人员普遍认为动力学阿尔文波是极光粒子加速的主要机制，但近地磁尾高纬度动力学阿尔文波的产生机制仍是目前研究的主要内容。 （1）快速地向流与近地低纬度强偶极场相互作用，激发剪切阿尔
液态水产生太赫兹波被证实
液态水具有吸收太赫兹光波的性能，因此一直被认为不可能充当太赫兹波的光源。但近日，首都师范大学特聘教授张希成带领团队利用飞秒激光脉冲首次证明，液态水也能产生太赫兹波。发表在最新一期《应用物理快报》上的这一重要研究成果，将为太赫兹波在无线数据传输、工业质量管控及高清成像等领域的广泛应用提供一种全新
粒子加速器有望“瘦身”为桌面大小
据欧洲核子研究中心（CERN）官网消息，近日，该机构的高级尾场实验（AWAKE）迎来了第一批质子束，该研究旨在验证一种新型粒子加速概念。如果一切进展顺利，科学家们有望将粒子物理学实验的规模削减至目前的百分之一，未来我们或许能看到桌面大小但功能仍然强大的粒子加速器。 新的粒子加速概念是指由一束
太赫兹波的应用
太赫兹（THz）波是介于微波和红外之间的一种相干电磁辐射，是人类目前尚未完全开发的电磁波谱“空隙区”。由于其频率范围处于电子学和光子学的交叉区域，太赫兹波的理论研究处在经典理论和量子跃迁理论的过渡区，其性质表现出一系列不同于其他电磁辐射的特殊性，从而具有许多方面不同的应用。主要应用在光谱、成像和通信