成电讲堂

　　近日，美国物理学会会士（APS Fellow）、以色列理工学院Levi Schächter教授为我校师生带来了题为“由有源介质放大的切伦科夫辐射粒子加速”（Particle Acceleration by Cherenkov Radiation Amplified by an Active Medium）的学术报告。本次报告由物电学院段兆云教授主持。

　　Schächter教授首先介绍了尾场加速器的理论发展历史及双电子注加速器的诸多应用。他详细阐述了有源介质加速器的线性理论：当一段相对论电子束通过在圆柱形波导内加载有源介质中的电子通道时，可以在介质中激励起切伦科夫尾场。由多个叠加的TM模形成的尾场能在波导中传播，其相速度等于激励电子束的速度。波导结构可以根据这些模式中的一个频率接近有源介质的谐振频率来确定，从而实现前者的放大以及控制一个远离激励电子束的单一模式。另一个电子注被放置在一个合适的相位处，它的放大尾场将在稍后被加速。值得一提的是，与传统双注加速器中加速能量由驱动电子束提供不同，这种加速器的加速能量是由有源介质提供的。Schächter教授同时通过一个简化的物理模型，详细分析了在尾场放大过程中多个参数的影响。

　　之后，Schächter教授向师生们介绍了有源介质加速器的非线性理论：激励电子束在通过介质内部或附近时产生的切伦科夫尾场。如果采用有源介质，一小部分频谱内的尾场将会被放大，并远远滞后于有源介质被完全耗尽区域的激励电子束，而尾场的相位与振幅几乎保持不变。在这一非线性区域内，激励电子束后面的第二个电子束可以被加速。为了优化，激励电子束在介质谐振频率处应被密度调制。然而，Schächter教授带领其研究团队证明了即使电子束在多个波长下保持密度均匀，依旧可能利用饱和特性来获得加速的合适条件。他们更进一步地证明了对于足够多数量的电子，在理论分析及数值计算得到的饱和长度之后可以获得相干的放大尾场。

　　此外，Schächter教授还展示了有源介质中储存的能量可以被100%转移到之后的第二个电子束中。他表示，由于电子注带负电，能量扩散相对较大，有源介质加速器适用于医用加速器。

　　讲座结束后，在座师生们就基于有源介质的加速器工作机理、能否用连续电子注来取代周期性电子注等问题与Schächter教授进行了交流。会后，Schächter教授还回答了同学们所关心的出国留学与学术研究等问题。

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　　Levi Schächter教授，1983年、1985年、1988年分别在以色列理工学院获得电子工程学士、硕士和博士学位。1996年-2013年多次前往美国康奈尔大学和斯坦福大学访学。现任以色列理工学院电子工程学院Gerard Swope主席、校学术委员、校友会董事、美国物理学会Fellow、国际无线电科学联合会以色列分部秘书。长期从事加速器物理、辐射源等方面的研究，发表论文300余篇，申请专利多项，出版专著3册，获得Hershel Rich prize，Kidron Foundation Prize等奖项。

　　名师讲堂于2014年启动，定期邀请国内外知名专家学者、国家级教学名师等来校作专题学术报告，旨在加强广大师生与知名学术大师间的学术思想交流与碰撞，促进青年教师成长，开拓学生视野。