新型高功率、连续波THz相干同步辐射源的物理设计及关键技术研究

在生物科学、医学等领域，基于电子加速器的高功率THz源有着极具潜力的应用前景。不同于常规电子储存环型THz源的工作模式，本项目旨在探索如何在带有等时性束流传输段的环形加速器中产生高功率、高品质的连续波相干THz辐射。通过设计一种新型的可独立调谐的热发射微波电子枪产生高重复频率、百fs量级的高亮度超短束团，经过加速后注入到环形加速器中。优化设计环形加速器使之具有接近完全等时性的结构，以保证电子束团长度在一定的时间内可以较好地维持在原来的水平上。借鉴ERL的设计思想，在束流品质变坏之前将其引出到垃圾站，并注入新的束流。这种方案可以在很大程度上降低环形加速器中各种不稳定性对电子束流强度的限制，从而得到高功率、连续波相干THz辐射，其平均功率代表性的典型值有望接近百W量级。若该方案得以实现，将有利于开展多领域的高亮度THz辐射应用研究。

在生物科学、医学等领域，基于电子加速器的高功率THz源有着极具潜力的应用前景。不同于常规电子储存环型THz源的工作模式，本课题旨在探索如何在带有等时性束流传输段的环形加速器中产生高功率、高品质的连续波相干THz辐射。通过设计一种新型的可独立调谐的热发射微波电子枪产生高重复频率、百fs量级的高亮度超短束团，经过加速后注入到环形加速器中。优化设计环形加速器使之具有接近完全等时性的结构，以保证电子束团长度在一定的时间内可以较好地维持在原来的水平上。借鉴ERL的设计思想，在束流品质变坏之前将其引出到垃圾站，并注入新的束流。这种方案可以在很大程度上降低环形加速器中各种不稳定性对电子束流强度的限制，从而得到高功率、连续波相干THz辐射，其平均功率代表性的典型值有望接近百W量级。