Электромагнитное излучение плотных релятивистских колец, создание на его основе установки для инфракрасной спектроскопии высокотемпературных сверхпроводников

• Автор: Тютюнников, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 239 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Введение
Глава I Измерение параметров электрон-ионных колец по тормозному излучению
§1 Измерение интенсивности электронов на начальном этапе формирования кольца
§2 Тормозное излучение релятивистских электронов в электрон-ионном кольце
§3 Экспериментальное исследование накопления
ионов по тормозному излучению
§4 Способ определения среднего заряда ионов при
накоплении из импульсного источника атомов
Выводы
Г лава II Исследование излучения ионной компоненты электрон-ион-
ного кольца
§1 Аппаратура для исследования оптического излучения ионов в области вакуумного ультра
фиолета
§2 Исследование динамических процессов в электрон-ионных кольцах по интенсивности излуче
ния ионов
§3 Разработка методов измерения параметров ион
ной компоненты
Выводы
Глава III Исследование пространственных характеристик синхротронного излучения электрон-ионного кольца в видимой области
спектра
§1 Синхротронное излучение в 2-х компонентном
кольце с учетом бетатронных колебаний
§2 Измерение углового распределения СИ в элек-
тронно-ионном кольце; создание на этой основе методик для исследования накопления ионов
§3 Исследование процессов накопления ионов в
электронном кольце из остаточного газа и лазерного источника нейтральных атомов
§4 Исследование пространственных характеристик
электрон-ионного кольца
§5 Исследование динамических процессов в электрон-ионных кольцах по синхротронному излу
чению
Выводы
Глава IV Исследование спектральных характеристик синхротронного
излучения электрон-ионного кольца
§1 Использование СИ в инфракрасной спектроскопии

Оглавление
§2 Исследование спектрального распределения СИ электрон-ионного кольца в видимом и ИК диапазоне
§3 Разработка методов измерения абсолютной интенсивности электронов в кольце §4 Измерение интенсивности синхротронного излучения в среднем и длинноволновом диапазоне §5 Оптические системы для фокусировки СИ в импульсном накопителе электронов §6 Исследование временной динамики спектров СИ в электронном кольце Выводы
Глава V Измерение оптических свойств высокотемпературных сверхпроводящих оксидных пленок в широком спектральном интервале
§1 Постановка задачи по измерению оптических свойств ВТСП материалов §2 Измерение энергетической щели ВТСП типа
УВагСизС>
§3 Измерение инфракрасных свойств УВСО в дальнем и среднем ИК диапазоне §4 Измерение оптических характеристик сверхпроводящих пленок в видимой и ближней инфракрасной части спектра Выводы
Заключение Список работ автора Литература

Введение
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность
В течение многих лет разрабатываются теоретические и экспериментальные вопросы формирования релятивистских элек-трон-ионных сгустков для целей: новых методов ускорения с повышенным темпом набора энергии, источников многозарядных ионов (ECR, ERIS, EBIS), источников синхротронного излучения, создания накопителей многозарядных ионов с электронным охлаждением. В развитии этих научных направлений важное значение приобретают методы измерения основных параметров двухкомпонентных образований на всех его стадиях формирования. Одно из основных требований, предъявляемых к подобным методам, является требование, — не возмущать измеряемый объект. Поэтому привлекательным для всех разработанных методов является использование собственного излучения релятивистских электрон-ионных колец в широкой области спектра: от дальнего инфра-
красного, до жесткого рентгеновского излучения (синхротронное излучение электронной компоненты, оптическое излучение возбужденных атомов и ионов).
Методы, развитые в диагностике термоядерной плазмы, в которой плотности электронов и ионов значительно выше ~10ы1015,

Глава I
Измерение параметров электрон-ионных колец по тормозному излучению
В соответствии с аппроксимацией углового распределения тормозного излучения имеем
Аг(£ 0О) = Жт(.Е,о) (

ехр| —

Угол во
Г-1'
значения /игы приведены на рис.15. Интегрирова-
ние по /ро распространено на бесконечно малый интервал, поскольку в область телесного угла детектора попадают только малые значения углов <ро. Подставляем выражение для углового распределения тормозного излучения в формулу (23) и проведем интегрирование по в71вх,(ро, используя формулу:
если Кс р > О,
тогда
~рх ~чх йх
/4 р
+00 +00 +СО
= и I
(1срввМа{Ег0)ш

(вг -вътср)1 в2 вх - (<р + в соэ (рУ
Ш 20} Ж2 Ж2
(25)
Значения входящих интегралов по авъ(1вх соответственно равны:

.ехр
с16„

14Жвх
г ехр
(вг-б5т <р)2 01 ГоГ~ ехр в2 бш2 (р
2 О2 292 1во+0? 1 2{в2Ж)
(|9-всо5<р)2 в2 ' 1 00 ехр в2 СО$,(р+(р
2во 2 в2 400+0* 2 {92+ )
(25 А) (25 Б)
Поскольку от (ро не зависит выражение в формулах (25А) то, интегрируя по (ро (25Б), получим

О С05(р + (р
V во + в;
для значения с1о получим выражение
а<р0 = 2лв4 ,

-г ехр
в2 бш2 (р
(26)
Из выражения выше следует, что для фиксированного угла происходит уширение конуса тормозного излучения, обусловленное как аксиальными, так и радиальными бетатронными колебаниями электронов, но в конечный результат для вычисления интенсивности вклад от радиальных бетатронных колебаний не входит. Это объясняется тем, что с увеличением вх увеличивается длина дуги