高电荷态激光离子源与dpis的模拟与实验研究

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1、密级:博士学位论文高电荷态激光离子源与DPIS的模拟与实验研究作者姓名:金钱玉指导教师:赵红卫、研究员、博士、近代物理研究所赵环昱、副研究员、博士、近代物理研究所学位类别:工学博士学科专业:核技术及应用培养单位:中国科学院近代物理研究所二零一五年三月SimulationandexperimentalstudiesonhighlychargedlaserionsourceanddirectplasmainjectionByQianyuJinADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademy

2、ofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofEngineeringInstituteofModernPhysics,ChineseAcademyofSciencesMar.,2015关于学位论文使用授权的声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属中国科学院近代物理研宂所。本人完全了解中国科学院近代物理研究所有关保存、使用学位论文的规定，同意研究所保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸制版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权中

3、国科学院近代物理研究所可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用任何复制手段保存和汇编本学位论文。本人离所后发表、使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为巾国科学院近代物理研究所。本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将学位论文提交《中国学术期刊（光盘版)》电子杂志社，编入CNKI学位论文全文数据库并充实到“学位论文学术不端行为检测系统”比对资源库，同意按章程规定享受相关权益。保密论文在解密后遵守此规定。作者签名：_导师签名^日期：^°'5.Q5原创性声明本人郑

4、重声明：本人所呈交的学位论文，是在导师的指导下独立进行研宄所取得的成果。学位论文中凡引用他人己经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：觀七日期：致谢本论文的研究工作是在导师赵红卫研究员和赵环昱副研究员的共同指导下完成的，在此向两位导师表示衷心的感谢。本论文的选题以及研究工作的开展，赵红卫老师都给予了悉心地指导，我在他身上学习到了对科研工

5、作的努力和热情，以及敢于尝试的精神，使我受益终生。在我大学毕业来到近物所的时候，赵老师以他的经历教导我怎样为学、做事，才使我适应了新的环境和工作。赵环昱老师在本论文具体的研究工作中，给了我详细地指导，所有实验工作的开展和分析，到最后本论文的完成，她都付出了大量的时间和心血，赵老师扎实的理论基础以及在实验中严谨的科研态度，都是我学习的榜样。在此，我要特别感谢我的师兄沙杉博士，张周礼博士，他们在实验装置的搭建以及理论计算方面已经做了大量的工作，这是本论文顺利进行的保障。还要特别感谢实验室的张俊杰，李章民，刘伟在实验中的帮助和建议，所有的实验

6、工作都是在他们的参与下进行的。本论文的顺利完成，得到了离子源室所有老师和同学的帮助，实验的顺利进行与他们的工作是分不开的，学习上他们也给了我很多良好建议和指导，在此对这个集体的每一个人表示最衷心的感谢，谢谢大家。感谢MasahiroOkamura在DPIS方面给予的帮助和指导。感谢张子民老师，原有进老师等在我学习期间给予的建议和指导。感谢对本论文进行评阅的各位老师。在近物所学习期间得到了研究生部华明漪老师，李明治老师，梁敏乐老师，邱嵘老师，袁小华老师等的帮助，在此表示感谢。感谢所有在研究生期间给过我帮助的老师和同学。特别感谢初青伟在工作

7、和生活上给我的帮助，理解和支持。最后特别感谢我的父母这么些年来对我的养育和关爱，谨以此文献给他们。摘要摘要随着重离子束流相关研究领域的发展，对重离子加速器装置束流的能量，流强和品质提出了更高的要求，同时对于离子源来说，提供满足新型加速器装置需求的高电荷态强流束也面临着巨大的挑战。激光离子源是在μs量级，产生脉冲型束流最强的离子源，特别是难熔重金属元素，它也是目前可能满足新型加速器装置束流需求的几种离子源之一。但是目前激光源产生的束流品质比较差，束流的稳定性和重复性很难保证，另外离子源产生的束流能散也比较大，上述这些优缺点都与最初的激光等

8、离子体的状态有关。在本论文中系统地研究了不同的激光参数以及靶材、透镜等条件对所产生离子的影响，并对直接等离子体注入RFQ的方案进行了实验和模拟的研究。通过上述的研究工作，对激光离子源高电荷态离子的产额进行优