自适应光脉冲整形技术在电子加速中的应用研究

项目名称： 自适应光脉冲整形技术在电子加速中的应用研究

项目编号： No.61275148

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 臧维平

作者单位： 南开大学

项目金额： 76万元

中文摘要： 本项目研究自适应光脉冲整形技术在真空电子加速中的应用。在对激光加速电子研究成果分析和总结的基础上，归纳出最利于加速电子的电磁场的特性和结构。根据归纳的优化电磁场结构，初步构造一个利于加速电子的三维光强分布，利用自适应学习循环算法，实现最优化光脉冲整形。采用这种技术可以得到具有最适合电子加速的电磁场振幅、位相和偏振分布。采用进化算法、以激光动力学模拟所获得的电子加速能量作为进化算法反馈信号，构建自适应电子加速场的脉冲整形优化方案，分别对输入脉冲进行振幅、位相和偏振进行整形。以获得最利于加速电子或电子束的最优化电磁场的空间和时间分布。作为第一步，数值模拟集中于单电子加速的优化，然后将所得的优化方案应用于电子束的加速和其它粒子束加速的优化,例如质子束加速。最后，建立原型实验来验证优化方案。课题组具备扎实的工作基础和良好的工作条件，我们有信心在该领域取得重要突破并出色的完成课题。

中文关键词： 真空加速电子；自适应优化；遗传算法；光学微操控；

英文摘要： This project will study the application of adaptive pulse-shape in vacuum electron acceleration. Based on the success results in vacuum electron acceleration fields, we will sum up the optimal field characteristic and structure. Using an adaptive learning loop, we will implement optical pulse shaping and this technique makes it possible to generate light fields in which intensity, phase, and light polarization change in order to optimize the acceleration of electron. By use of the energy gain of vacuum electron acceleration as a feedback signal in an evolutionary algorithm, specific phase, amplitude and polarization modulated laser pulses are generated. As a first step, the numerical simulation will focus on the optimization of single electron acceleration then extend the optimal scheme to optimize electron beams acceleration and other ion acceleration, such as proton acceleration et.al. Finally, we will set up experiment to validate the optimal scheme. Our project group has solid foundations in theoretical analysis, experimental practice and work condition. we have confidence that we shall obtain major breakthrough in this field and excellent complete the project.

英文关键词： vacuum electron acceleration；adaptive；genetic algorithm；Optical micromanipulation；