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纳秒脉冲光纤激光退火铜基铌三锡薄膜的研究

射频超导,铜基铌三锡,光纤激光器,激光退火,有限元模拟

铌三锡薄膜射频超导腔技术在加速器的加速梯度、低温损耗等指标上都代表了超导直线加速器的未来。铜基铌三锡薄膜射频超导腔具有低成本、高热稳定性和高机械稳定性等优势，是未来超导腔的主流发展方向。目前铜基铌三锡薄膜腔性能很大程度受制于表面缺陷，可利用退火的方式消除，但由于铜基底的熔点较低，传统管式炉退火会引起铜的蒸发。本研究提出对铌三锡薄膜腔进行激光退火从而消除表面缺陷的方法，激光退火效率高、热影响区浅，可以对铌三锡薄膜进行快速浅表层退火。国内外近五年使用准分子激光器和CO2激光器对铌三锡进行了激光退火研究，由于激光器自身限制，处理效果并不理想。目前近物所以一台kW级纳秒脉冲光纤激光器为基础搭建了一套完整的激光退火处理平台，可对样品和整腔退火。对样品的研究结果表明：激光退火能消除大部分表面缺陷，极大程度改善样品的表面状态。该研究证实了利用纳秒脉冲光纤激光对铜基铌三锡进行激光退火的可行性和优越性，为铜基铌三锡整腔退火奠定了坚实的基础。