基于谐波运行的中等能量X射线自由电子激光研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11205234
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A3008.同步辐射与自由电子激光原理与技术
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

In recent decades, there has been an increasing interest in the development of x-ray free electron laser (FEL), known as the fourth generation light source, capable of enabling new areas of science. The presently existing x-ray FEL facilities are working with an electron beam of 5.8-17GeV, which mean large machines with substantial cost, time, and effort requirement. Recently, an x-ray FEL oscillator with intermediate energy electron beam was proposed, where fully coherent FEL radiation with megawatt peak power, in the spectral region of 10-25keV, can be generated with a 3.5GeV electron beam. As a new approach, there are still several issues needs to be addressed, such as thermal loading effects, undulator errors and other imperfections. Therefore, intensive studies of the intermediate energy x-ray FEL oscillator are expected in this grant, by theoretical analysis and numerical simulation. Moreover, new mechanism such as the intermediate energy x-ray FEL amplifier will be developed. It is hoped that our study will be useful for the future x-ray FEL projects in China.
基于先进加速器的X射线自由电子激光(FEL),具有极高的时间、空间分辨率和峰值亮度,被誉为第四代先进光源,国际上已经运行、在建和设计中的X射线FEL,电子束能量范围为5.8-17GeV。2012年,本项目申请人提出了中等能量X射线FEL振荡器概念[Phys. Rev. Lett 108, 034802 (2012)],即基于FEL的谐波运行,利用3.5GeV的中等能量电子束团,产生光子能量范围在10-25keV的时间空间全相干辐射。本项目将通过理论分析和数值模拟,对基于谐波运行的中等能量X射线FEL振荡器进行全面系统的探索,完善细化其中的物理环节和技术问题,并结合国际上FEL的最新进展,发展基于谐波运行的中等能量X射线FEL放大器等新机理,为我国未来的X射线FEL装置的建设奠定良好的理论基础和提供充分的设计依据。

结项摘要

目前,国际上已经运行、在建和设计的X 射线自由电子激光(FEL),电子束能量范围为5.8-17GeV,装置规模和造价都比较巨大。本项目以理论分析和数值模拟为研究手段,全面地研究基于谐波运行的中等能量(3-4GeV)电子束团驱动的X射线FEL振荡器,并深入分析了误差以及热负载的影响;提出了基于谐波运行的中等能量X射线FEL放大器原理,用于脉冲型直线加速器;在更紧凑的全光学X射线自由电子激光方面,提出了提升光源性能的新原理。对于上海软X射线FEL装置,初步设计了基于PEHG的谐波运行方案,并成功研制国内首台具有横向磁场梯度的波荡器样机。本项目顺利完成了各项研究目标,发表文章19篇,其中SCI文章17篇。

项目成果

期刊论文数量(31)
专著数量(0)
科研奖励数量(4)
会议论文数量(4)
专利数量(0)
Purified self-amplified spontaneous emission free-electron lasers with slippage-boosted filtering
具有滑移增强过滤功能的纯化自放大自发发射自由电子激光器
  • DOI:
    10.1103/physrevstab.16.010703
  • 发表时间:
    2013-01
  • 期刊:
    Physical Review Special Topics - Accelerators and Beams
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Dao Xiang;Yuantao Ding;Zhirong Huang;Haixiao Deng
  • 通讯作者:
    Haixiao Deng
Simulation studies on laser pulse stability for Dalian coherent light source
大连相干光源激光脉冲稳定性仿真研究
  • DOI:
    10.1088/1674-1137/38/2/028101
  • 发表时间:
    2014-02-01
  • 期刊:
    CHINESE PHYSICS C
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Deng Hai-Xiao;Zhang Meng;Wang Dong
  • 通讯作者:
    Wang Dong
Beam energy chirp effects in seeded free-electron lasers
种子自由电子激光器中的光束能量啁啾效应
  • DOI:
    10.1016/j.nima.2014.03.015
  • 发表时间:
    2014-07
  • 期刊:
    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Tong Zhang;Tong Zhang;Dong Wang;Dong Wang
  • 通讯作者:
    Dong Wang
Experimental Demonstration of Longitudinal Beam Phase-Space Linearizer in a Free-Electron Laser Facility by Corrugated Structures
波纹结构自由电子激光装置中纵梁相空间线性化装置的实验演示
  • DOI:
    10.1103/physrevlett.113.254802
  • 发表时间:
    2014-12-19
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW LETTERS
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Deng, Haixiao;Zhang, Meng;Zhao, Zhentang
  • 通讯作者:
    Zhao, Zhentang
Coherent photon beam based diagnostics for a seeded extreme ultraviolet free-electron laser
基于相干光子束的种子极紫外自由电子激光器诊断
  • DOI:
    10.1103/physrevstab.17.100702
  • 发表时间:
    2012-07
  • 期刊:
    Physical Review Special Topics - Accelerators and Beams
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Manzhou Zhang;Manzhou Zhang;Meng Zhang;Meng Zhang
  • 通讯作者:
    Meng Zhang

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其他文献

Three-dimensional numerical investigations of the laser-beam interactions in an undulator
波荡器中激光束相互作用的三维数值研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2011-03
  • 期刊:
    中国物理C
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓海啸;林唐宇;颜俊;王东;戴志敏;DENG Hai-Xiao1;1) LIN Tang-Yu2 YAN Jun1 WANG Dong1 DAI Zhi-Min1 1
  • 通讯作者:
    1) LIN Tang-Yu2 YAN Jun1 WANG Dong1 DAI Zhi-Min1 1
HGHG自由电子激光时间相干性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    核技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王东;李文斌;刘波;王兴涛;冯超;兰太和;陈建辉;张彤;邓海啸
  • 通讯作者:
    邓海啸
大连极紫外相干光源
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国激光
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    余永;李钦明;杨家岳;王光磊;史磊;丁洪利;陶凯;汤振兴;贺志刚;陈志超;田宇欢;戴东旭;吴国荣;张未卿;杨学明;冯超;陈思;王震;谷端;陈杰;刘晓庆;兰太和;冯冽;张文艳;钟少鹏;张俊强;李林;肖诚成;李昊;赵欢;陈广花;朱海君;丁建国;黄毛毛;张伟;赖龙伟;杨夫彬;王光宏;相升旺;胡晓;刘以勇;孙森;高飞;蒋志强;周孝轩;刘永芳;吴勇华;陈志豪;王锐萍;黄大章;张猛;邓海啸;李宾;林国强;俞路阳;阎映炳;阎山川;夏晓彬;周巧根;刘波;顾强;谷鸣;方国平;冷用斌;殷立新;王东;赵振堂
  • 通讯作者:
    赵振堂
基于 fresh-slice 的全相干 X 射线自由电子 激光飞秒脉冲产生原理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    核技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高张峰;颜佳伟;邓海啸;刘波;王东
  • 通讯作者:
    王东

其他文献

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邓海啸的其他基金

X射线自由电子激光偏振控制的物理机制与诊断技术研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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