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上海长方光学仪器有限公司

硬X射线自由电子激光装置部件——耦合器样机通过交付验收

2020-03-24 15:55:47  来源: 仪器网整合 浏览量:466次
【导读】上海硬X射线自由电子激光装置的工程任务是建设一台能量8GeV的超导直线加速器、3条波荡器线、3条光束线以及首批10个实验站。

耦合器在微波系统中, 往往需将一路微波功率按比例分成几路, 这就是功率分配问题。实现这一功能的元件称为功率分配元器件即耦合器, 主要包括: 定向耦合器、 功率分配器以及各种微波分支器件。

上海硬X射线自由电子激光装置的工程任务是建设一台能量8GeV的超导直线加速器、3条波荡器线、3条光束线以及首批10个实验站。而1.3GHz高功率输入耦合器是超导直线加速器低温加速模组中极为关键的部件之一,为超导腔持续馈入微波功率,提供能量给束流。耦合器的性能优劣决定了直线加速器能否长期稳定可靠的运行。

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2020年3月中旬,由空天信息创新研究院研制的首批两套1.3GHz高功率输入耦合器样机顺利通过验收,并正式交付。该项目组依托微波电真空器件相关工艺技术,根据耦合器的技术指标及工艺要求,破了多项关键工艺,全面掌握了耦合器研制的工艺流程。完成了配套的十级洁净间的建设,并根据耦合器的测试老炼要求搭建了1.3GHz耦合器高功率测试老炼系统平台。

上海硬X射线自由电子激光装置

硬X射线自由电子激光装置总长约3.1公里,工程任务是建设一台能量8GeV的超导直线加速器、3条波荡器线、3条光束线以及首批10个实验站。装置建设内容包括:注入器、主加速器、FEL放大器(波荡器线)、光速线和实验站,还有包括束流诊断、控制、激光、同步、数据采集与处理等在内的公共子系统,以及低温、公用设施等配套系统和设施。

硬X射线自由电子激光装置的建设选址张江科学城内,项目总投资近百亿,是上海建设具有全球影响力的科创中心以及张江综合性国家科学中心的核心创新项目。该装置建成后,将成为世界上最高效和最先进的自由电子激光用户装置之一,为物理、化学、生命科学、材料科学、能源科学等多学科提供高分辨成像、超快过程探索、先进结构解析等尖端研究手段,形成独具特色、多学科交叉的先进科学研究平台。

光电耦合器

是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内,彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端,受光器的引脚为输出端,常见的发光源为发光二极管,受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。光电耦合器的种类较多,常见有光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等。

超导加速器

是用超导性的加速腔或超导性的主磁体建成的加速器。它是20世纪60年代以来随着超导技术的发展逐渐成熟起来的一类有前途的新型加速器。利用超导加速腔可以在很小的微波功率下产生很强的加速电场;利用超导磁体则可以在很小的激磁功率下产生强大的约束磁场,二者都可大大缩减加速器的尺寸,降低加速器的功率消耗,使超导加速器在经济上和技术上具有巨大的优越性。超导直线加速器的加速腔大都用表面覆有氧化保护层的纯铌材料制成,也有的用涂铅的铜质腔体制成,它们安装在由液氮和液氦逐级冷却的低温罐中。利用超导加速腔可以在很小的微波功率下产生很强的加速电场;利用超导磁体(见第二类超导体)则可以在很小的激磁功率下产生强大的约束磁场,二者都可大大缩减加速器的尺寸,降低加速器的功率消耗,使超导加速器在经济上和技术上具有巨大的优越性。

微波器件

指工作在微波波段(频率为300~300000兆赫)的器件,称为微波器件。微波器件按其功能可分为微波振荡器(微波源)、功率放大器、混频器、检波器、微波天线、微波传输线等。通过电路设计,可将这些器件组合成各种有特定功能的微波电路,例如,利用这些器件组装成发射机、接收机、天线系统、显示器等,用于雷达、电子战系统和通信系统等电子装备。微波器件按其工作原理和所用材料、工艺不同,又可分为微波电真空器件、微波半导体器件、微波集成电路(固态器件)和微波功率模块。微波电真空器件包括速调管、行波管、磁控管、返波管、回旋管、虚阴极振荡器等,利用电子在真空中运动及与外围电路相互作用产生振荡、放大、混频等各种功能。

固态微波功率器件组合形成的器件,具有效率高、使用方便等优点,对雷达、通信、电子对抗等电子装备实现全固态化有重要意义。微波振荡器(微波源)是微波系统中的重要器件,是电子装备的心脏,对其性能有直接影响。例如,在高功率微波武器系统中,高功率微波振荡器决定其杀伤效能;在雷达系统中,微波振荡器决定雷达的作用距离。微波振荡器将进一步向高功率、高效能、小型化、耗电省、成本低的方向发展。

新闻来源:中国科学院空天信息创新研究院  仪器网整合


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2020-03-24 15:55:47
标签:1.3GHz , 耦合器样机 , 硬X射线自由电子激光装置 , 超导加速器
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