混合离子加速技术在单粒子效应试验中的应用

基于电子回旋共振(ECR)离子源的混合离子加速(CBA)技术,使回旋加速器可以快速地更换所加速离子的种类和能量,从而在单粒子效应敏感度评估以及探测器标定等方面发挥更大的作用。文章比较详细地阐述了混合离子加速技术原理及其在单粒子效应试验研究中的应用,并指出荷质比(q/A)的分辨率是精确引出所需离子的关键;增加引出圈数,可以提高不同离子间的相位差;改进ECR的注入措施,可以缩短更换离子种类的时间。

离子与原子碰撞多体动力学过程成像研究

分析了反冲离子动量谱仪的成像原理,较详细地讨论了成像探测器技术、反冲离子和电子飞行时间谱仪、超声气体装置和均匀约束磁场等技术的要求和特点,介绍了在中国科学院近代物理研究所ECR离子源原子物理束流线上建造的反冲离子动量成像谱仪.给出了在该谱仪上首次实验测量的部分结果,得到了30keVHe2+离子与He原子碰撞反应中单电子俘获的末态分布截面,发现在本实验能区,单电子俘获到第一激发态是主要反应道;测量到的角微分截面结果表明,基态电子俘获发生在大碰撞参数,激发态单电子俘获主要发生在小碰撞参数的情况下;这些结果是由亚飞秒碰撞过程成像技术取得的.最后讨论了反应成像谱仪在其他领域中的潜在应用前景.

用于光刻的EUV光源

对国际上普遍采用的两种EUV光源:放电等离子体源(DPP)和激光等离子体源(LPP)进行了多方面比较。给出了两种等离子体源各自优点及难以克服的困难。基于目前的测量结果,指出了ECR等离子体有潜力成为一种新型的极紫外辐射源。

SFC的新的轴向注入束流线

为了满足HIRFL-CSR对注入器SFC的束流强度和品种的越来越高的要求,兰州重离子加速器国家实验室在研制超导ECR离子源的同时,设计了一个新的SFC的轴向注入束流线．这个系统可以分别使用现有的常规ECR离子源和新建造的超导ECR离子源,期望把从C到U的各种离子的能量和束流强度提高到一个新的水平．这个系统由二极磁铁,四极透镜,GLASSER透镜,螺线管,螺旋形静电偏转器和两台丝网型线性聚柬器组成．在总结现有系统运行经验的基础上,无论在横向还是纵向,其性能结构都做了必要的改进．文章给出了新系统的设计思想,系统的布局结构和束流光学计算结果,并对进一步提高聚束效率和聚束器的改进设计作了简要的描述．目前,系统正在安装中．

兰州重离子直线加速器设计初步

兰州重离子直线加速器是作为兰州重离子冷却储存环(CSR)未来的注入器而开始的一个新项目,其目的是为CSR提供更好束流品质及更高流强的束流,更加充分的发挥CSR的潜能,同时也可以为超重等研究直接提供束流．其设计最小荷质比为1／6,引出能量为16MeV／u,设计流强为1A·μA,工作频率为100MHz及其倍频200MHz．采用超导ECR离子源、RFQ及IH型DTL加速结构的方式,设计总长度小于40m．整个工程分阶段进行,现阶段的工作重点是第一个IH腔体之前的工作于基频的部分,本文主要介绍这部分的动力学设计及整台机器的基本参数．

高电荷态离子~(207)Pb~(36+)与金属Nb表面作用产生的二次离子产额

本文报道了利用兰州重离子加速器国家实验室的ECR离子源引出的高电荷态离子207Pb36+入射到金属Nb表面产生的二次离子的实验测量结果.实验发现,二次离子产额Y随入射初动能Ek的增加有先增加后减小的关系,在初动能为576 keV时二次离子产额达到最大.通过对实验点做高斯拟合发现,曲线峰值对应的入射初动能为602 keV.分析表明,这是势能沉积作用与线性级联碰撞过程协同作用的结果.高电荷态离子本身携带的高势能沉积在靶表面引起势能溅射,促进了二次离子的发射;而主导二次离子溅射的过程是动能溅射,它与靶表面的动量沉积(核能损)过程密切相关.

离子源分布式控制系统设计

将NI公司的可编程自动化控制器(PAC)CompactFieldPoint应用于离子源系统控制中,可充分发其易于使用、可扩展性强、可重用度高以及具有实时的运载软件的平台,结合稳定的I/O模块实现ECR离子源的分布式网络系统控制。使用PID控制算法控制定标参量;并通过远程面板技术,用户通过本地(Client端)计算机打开并操作位于远程(WebServer端)上的VI前面板,实现了测试数据的远程共享和用户对系统的远程操控。

低速高电荷态离子~(40)Ar~(16+)与云母表面作用中的电子发射研究

报道了由兰州ECR源提供的低速高电荷离子40Ar16+入射到云母表面产生的电子发射的实验测量结果.结果发现,电子发射产额Y与离子入射角ψ有近似1/tanψ的关系.基于经典过垒模型,我们对这一关系进行了理论分析.实验结果和理论结果相当符合,这就间接说明势能电子发射是低速高电荷态离子作用于表面发射电子的一个主要途径.

用于高电荷态离子与表面相互作用研究的原子物理实验平台

在重离子加速器国家实验室ECR离子源上,成功组建了用于高电荷态离子与表面相互作用研究的原子物理实验平台;利用该实验平台,研究了用不同电荷态和不同速度的高电荷态离子与不同表面相互作用的可见光和X射线发射的情况,同时还研究了高电荷态Xe离子轰击晶体材料所引起的材料性质和表面结构变化的情况.

高电荷态离子~(207)Pb~(q+)(24≤q≤36)与Si(110)固体表面作用的电子发射研究

报道了利用兰州重离子加速器国家实验室ECR源引出的高电荷态离子207Pbq+(24≤q≤36)入射到Si(110)表面产生的电子发射的实验测量结果.结果表明,高电荷态离子与固体表面相互作用产生的电子发射产额Y与入射离子的电荷态q、入射角度ψ和入射能量E都有很强的关联.首次发现,电子发射产额Y与入射角度ψ间有接近1/tanψ的关系.理论分析认为,这些过程与基于经典过垒模型的势能电子发射过程密切相关.

强流高电荷态Pb离子束的产生与优化研究(英文)

随着原子物理及表面物理研究的发展,高电荷态金属离子束的需求日益增多.近来,在中国科学院近代物理研究所14.5GHzLECR3离子源实验平台上,以炉子法产生的铅离子束作为研究对象,进行了一系列ECR离子源关键参数(如:磁场、炉子功率、掺气等)影响高电荷态铅离子束产额的实验研究,在此基础上,调整优化了LECR3离子源的状态参数,从而获得了强流高电荷态铅离子束18eμA207pb30+和6.7eμA207pb37+.

~(40)Ar~(10+)激发半导体功能材料P-Si表面的激发光谱

报道了用ECR离子源的高电荷态离子~(40)Ar~(10+)入射到p型Si表面的实验研究,通过实验测量到的Si原子和Si~(2+)离子的200nm-1000nm光谱,研究了谱线产生的机理。实验结果表明:低速高电荷态离子与固体表面相互作用中,可有效地激发原子和离子的特征谱线,分析了这一现象和相互作用过程的发光机理。

空心原子的K-x射线谱

报道了利用兰州重离子加速器国家实验室ECR离子源首次引出的全裸Ar离子和类氢、类氦、类锂Ar离子与Be固体表面相互作用形成的空心原子x射线实验测量结果 .结果发现 ,同样条件下 ,由于K壳层电子的剥离 ,Ar的K_x射线单离子发射产额增加了 5个量级 ,约为 3 6× 10 - 3每原子 ;而当L壳层存在电子时 ,Ar的K_x射线几乎观测不到