电子加速

现代加速器利用射频腔加速电子,但受技术限制需建造多个腔体才能达到所需电子能量。例如在硬X射线自由电子激光器中,加速段的长度可达数公里。

超快激光器助力激光尾场加速

超快强激光通过开创电子加速的新途径——激光尾场加速技术,彻底改变了加速器领域。该技术使加速梯度提升三个数量级,为紧凑型加速器的研发铺平道路。
科学界正积极探索如何利用这一独特能力,将这项技术基石融入新型加速器架构。

该加速过程的关键参数包括脉冲能量、脉冲宽度、重复频率及时间对比度。
Amplitude公司在钛蓝宝石激光技术领域拥有丰富经验,在开发和交付高强度激光器时特别注重脉冲质量,以确保形成最优等离子体。

此外,Amplitude持续提升钛蓝宝石激光器的重复频率可用性,近期已实现10Hz频率下700TW输出,并提供100Hz及更高频率的解决方案。

最后,Amplitude持续提升镱激光技术的能量与平均功率,即将实现多千赫兹重复频率下的电子加速应用。

Electron accelaration lasers for science - Amplitude Laser

关键组件与流程

传统加速器依赖射频腔体,需数公里长的结构才能实现高能电子加速。激光尾场加速技术(LWFA)利用超快强激光实现高达1000倍的加速梯度,从而实现紧凑型加速器设计。其主要激光参数包括脉冲能量、脉冲持续时间、重复频率和时间对比度:

  • 钛蓝宝石激光器:具备优化等离子体形成特性的超高强度脉冲,近期已实现700太瓦(10赫兹)输出,并可扩展至100赫兹及更高频率。
  • 镱激光器:能量与平均功率持续提升,为新一代加速器架构提供可靠解决方案。

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