基本信息

赵全堂  

正高级工程师 博导

电子加速器研究中心

中国科学院近代物理研究所

电子邮件: zhaoquantang@impcas.ac.cn

通信地址: 甘肃省兰州市南昌路509号

邮政编码: 730000

电    话: 0931-4969383

研究领域

加速器物理、技术及应用:

1、高品质电子束产生及应用

2、高能电子成像技术及应用

3、电子直线加速器束流动力学

4、应用型射频加速器研发

招生信息

目前主要研究方向包括以下几点:

(1)开展高能电子成像相关技术及应用方面的研究,电子直线加速器物理及技术相关方面的研究。

  高能电子成像,是高能电子直线加速器的一个新的应用方向,原理类似于电子显微镜。由于电子束能量更高,具有更强的穿透能力,因此能够对微米至毫米量级厚度的靶成像,目前主要应用于材料科学及聚变科学的超快诊断领域,主要包括成像技术及成像实验和应用方面的研究,涉及交叉学科,如等离子体物理,材料物理等。电子直线加速器相关方面的研究包括电子直线加速器物理、束流品质优化及束流诊断相关方面的研究。

(2)电子注入器物理及技术方面的研究。

高品质电子束应用方向广泛,主要应用领域有自由电子激光装置(XFEL),高能电子成像(HEER),电子衍射装置(UED)及电子超快显微镜(UEM),电子离子对撞机(EIC)和高能离子加速器上用的电子冷却(e-cooling)等。目前研究主要针对大科学装置HIAF后期升级EicC中需要的极化电子源及电子冷却需要的电子源开展相关的预研,即高平均流强高品质束的光阴极电子注入器的预研。涉及阴极材料,高压结构/微波腔体设计,激光系统,超高真空系统,束流动力学优化等研究内容。此外还开展应用于高平均流强高重频加速器的热阴极微波调制电子注入器。

(3)电子直线加速器束流动力学方面的研究。

束流动力学是计算带电粒子在电磁场中的加速及传输,涉计电磁场,电动力学,加速器物理,数值优化算法等方面的研究。目前主要从事电子注入器,束流传输及能量回收型电子直线加速器(ERL)的束流动力学研究。

(4)应用型射频加速器研发

包括辐照加工用大功率同轴腔加速器及高梯度加速结构研究。

欢迎物理及电子类相关专业,对该研究领域感兴趣的同学加入!

招生专业
082703-核技术及应用
070202-粒子物理与原子核物理

教育背景

2012-03--2012-06   美国伯克利国家实验室   访问学者
2008-09--2013-07   中国科学院大学(中科院近代物理研究所)   博士
2004-09--2008-06   郑州大学,物理工程学院   学士

工作经历

   
工作简历
2022-12~现在, 中科院近代物理研究所, 正高级工程师
2019-12~2022-11,中科院近代物理研究所, 青年研究员
2016-11~2019-11,中科院近代物理研究所, 高级工程师
2015-01~2018-03,德国电子加速器中心(DESY,PITZ), 博士后
2013-07~2016-11,中科院近代物理研究所, 工程师

专利与奖励

   
奖励信息
(1) 中国科学院大学博士研究生国家奖学金, , 国家级, 2012
专利成果
[1] 赵全堂, 张子民, 李中平, 曹树春, 刘铭, 申晓康, 宗阳, 李佳. 一种产生高品质电子束的往返式同轴腔电子加速器. CN: CN112888138A, 2021-06-01.

[2] 申晓康, 张子民, 曹树春, 赵全堂, 李中平, 肖荣庆, 刘铭, 宗阳. 一种同轴腔加速器出口电子束能量调节系统及方法. CN: CN112888139A, 2021-06-01.

[3] 夏乾旭, 张子民, 宗阳, 赵全堂, 曹树春, 申晓康, 李中平. 一种用于栅控电子枪的供电器件、电子枪系统及供电方法. CN: CN112582241A, 2021-03-30.

[4] 赵全堂, 宗阳, 李中平, 曹树春, 申晓康, 张子民. 产生高重频频率脉冲电子束的热阴极电子枪及其使用方法. CN112349567A, 2021-02-09.

[5] 宗阳, 曹树春, 申晓康, 赵全堂, 张子民. 一种抑制高阶模电磁场的热阴极微波电子枪. CN: CN209312710U, 2019-08-27.

[6] 赵全堂, 张子民, 马圆圆, 曹树春, 申晓康. 高能电子3D成像装置及方法. CN: CN109872937A, 2019-06-11.

[7] 曹树春, 余玉洪, 张子民, 孙志宇, 刘铭, 李中平, 申晓康, 赵全堂, 宗阳. 一种探测器的高能准单能电子束地面标定系统. CN: CN109814148A, 2019-05-28.

[8] 申晓康, 张子民, 曹树春, 赵全堂, 宗阳, 刘铭, 李中平, 肖荣庆. 一种三维高能电子成像系统及方法. CN: CN109346392A, 2019-02-15.

出版信息

   
发表论文
(1) Experimental proof test of CW mode RF modulated grid-controlled thermionic electron gun, NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2022, 第 3 作者
(2) 高能电子成像加速器束团长度测量研究, 原子能科学技术, 2022, 通讯作者
(3) Simulation study of coupled two-stream and current filamentation instability excited by accelerator electron beams in plasmas, Physics of Plasmas, 2022, 第 3 作者
(4) 325 MHz微波栅控高压型热阴极电子枪的设计研究, Design of 325 MHz RF grid-controlled high voltage thermionic cathode electron gun, 强激光与粒子束, 2021, 第 2 作者
(5) Multi-parameters optimization and matching analysis simulation studies of the linac for high-energy electron radiography, NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2021, 通讯作者
(6) 基于代数重建算法的高能电子三维成像研究, Study on Three-dimensional High Energy Electron Radiography Based on Algebraic Reconstruction Algorithm, 原子核物理评论, 2021, 第 2 作者
(7) 兰州高能电子成像实验研究平台进展, The Progress of High Energy Electron RadiographyResearch Platform in Lanzhou, 真空电子技术, 2021, 第 8 作者
(8) 高能电子三维成像技术实验研究, Experimental demonstration of three-dimensional high energy electron radiography, 物理学报, 2021, 第 2 作者
(9) Demonstration of high energy electron radiography with sub-micron spatial resolution, NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2021, 第 3 作者
(10) HIAF上的重离子束驱动的惯性约束聚变研究前沿, 中国科学:物理学 力学 天文学, 2020, 第 8 作者
(11) 基于HIAF装置的高能量密度物理研究, 中国科学:物理学 力学 天文学, 2020, 第 36 作者
(12) Research frontier of heavy-ion-beam-driven inertial confinement fusion at HIAF, SCIENTIA SINICA-PHYSICA MECHANICA & ASTRONOMICA, 2020, 第 8 作者
(13) 基于HIAF装置的高能量密度物理研究, High-energy-density physics based on HIAF, 中国科学:物理学、力学、天文学, 2020, 第 37 作者
(14) Gamma-ray beam produced by a plasma lens focused electron bunch, PHYSICS OF PLASMAS, 2020, 第 4 作者
(15) High-energy-density physics based on HIAF, SCIENTIA SINICA-PHYSICA MECHANICA & ASTRONOMICA, 2020, 第 36 作者
(16) HIAF上的重离子束驱动的惯性约束聚变研究前沿, Research frontier of heavy-ion-beam-driven inertial confinement fusion at HIAF, 中国科学:物理学、力学、天文学, 2020, 第 8 作者
(17) Three-Dimensional High-Energy Electron Radiography Method for Static Mesoscale Samples Diagnostics, APPLIED SCIENCES-BASEL, 2019, 通讯作者
(18) Plasma density measurement by means of self-modulation of long electron bunches, PLASMA PHYSICS AND CONTROLLED FUSION, 2019, 
(19) 高能电子成像研究进展, Status and Progress of High Energy Electron Radiography, 原子能科学技术, 2019, 第 1 作者
(20) Beam asymmetry compensation at DESY photoelectron guns, IOP Conf. Series: Journal of Physics, 2019, 第 1 作者
(21) 高能电子成像暗场成像技术特性研究及改进方案, Characteristics and improvement scheme of dark-field imaging of high energy electron radiography, 强激光与粒子束, 2019, 第 6 作者
(22) PRELIMINARY INVESTIGATIONS AND PRE-RESEARCH SCHEME OF HIGH AVERAGE CURRENT ELECTRON INJECTORS AT IMP, ERL, 2019, 通讯作者
(23) 高能电子成像直线加速器低电平控制系统研制, Development of Low Level Radio Frequency Control System for Electron Linac of High Energy Electron Radiography, 原子能科学技术, 2019, 第 4 作者
(24) Design and simulation of a LINAC for high energy electron radiography research, Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A, 2018, 第 6 作者
(25) Areal density and spatial resolution of high energy electron radiography, CHINESE PHYSICS B, 2018, 第 7 作者
(26) Generation of uniform transverse beam distributions for high-energy electron radiography, LASER AND PARTICLE BEAMS, 2018, 
(27) Experiments on bright-field and dark-field high-energy electron imaging with thick target material, PHYSICAL REVIEW ACCELERATORS AND BEAMS, 2018, 第 17 作者
(28) Observation of High Transformer Ratio Plasma Wakefield Acceleration, PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2018, 第 24 作者
(29) Design and simulation of a LINAC for high energy electron radiography research, NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2018, 第 6 作者
(30) Areal density and spatial resolution of high energy electron radiography, Areal density and spatial resolution of high energy electron radiography, 中国物理B:英文版, 2018, 第 7 作者
(31) Design and simulation study of ultra-fast beam bunches split for three orthogonal planes high-energy electron dynamic radiography, LASER AND PARTICLE BEAMS, 2017, 
(32) Transverse beam matching under the influence of space charge, Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A, 2017, 
(33) Charge production studies from Cs2Te photocathodes in a normal conducting RF gun, NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2017, 
(34) High energy electron radiography system design and simulation study of beam angle-position correlation and aperture effect on the images, NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2016, 通讯作者
(35) High energy electron radiography scheme with high spatial and temporal resolution in three dimension based on a e-LINAC, LASER AND PARTICLE BEAMS, 2016, 
(36) Investigations on Electron Beam Imperfections at PITZ, Proceedings of the 28th Linear Accelerator Conference, 2016, 
(37) Experimental investigation of a pulse line ion accelerator in Lanzhou, CHINESE PHYSICS C, 2014, 第 8 作者
(38) Development of a high current short pulse electron gun, NUCLEAR SCIENCE AND TECHNIQUES, 2014, 第 5 作者
(39) HIGH ENERGY ELECTRON RADIOGRAPHY EXPERIMENT RESEARCH BASED ON PICOSENCOND PULSE WIDTH BUNCH, Proceedings of LINAC2014, 2014, 第 1 作者
(40) 新型高梯度介质壁加速器前期研究, 2013, 第 1 作者
(41) Nanosecond pulse-width electron diode based on dielectric wall accelerator technology, NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2013, 通讯作者
(42) The test pulse line ion accelerator in Lanzhou, The test pulse line ion accelerator in Lanzhou, 中国物理C:英文版, 2012, 第 5 作者
(43) The test pulse line ion accelerator in Lanzhou, CHINESE PHYSICS C, 2012, 第 5 作者
(44) Injector and beam transport simulation study of proton dielectric wall accelerator, NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2012, 通讯作者
(45) Electric field simulation a pulse line ion and measurement of accelerator, Electric field simulation a pulse line ion and measurement of accelerator, 中国物理C:英文版, 2012, 第 7 作者
(46) Electric field simulation and measurement of a pulse line ion accelerator, CHINESE PHYSICS C, 2012, 第 7 作者
(47) Electromagnetic simulation study of dielectric wall accelerator structures, CHINESE PHYSICS C, 2012, 通讯作者
(48) Simulation and experimental study of the solid pulse forming lines for dielectric wall accelerator, Simulation and experimental study of the solid pulse forming lines for dielectric wall accelerator, 中国物理C:英文版, 2011, 第 1 作者
(49) 介质壁加速器加速场建立过程中波传输分析, Accelerating field waves transmission of dielectric wall accelerator, 强激光与粒子束, 2011, 第 1 作者
(50) Simulation and experimental study of the solid pulse forming lines for dielectric wall accelerator, CHINESE PHYSICS C, 2011, 通讯作者
(51) Beam Asymmetry Studies with Quadrupole Field Errors in the PITZ Gun Section, Proceedings of the 38thInternational Free-Electron Laser Conference, 
(52) Coaxial Coupler RF Kick in the PITZ RF Gun, Proceedings of the 38thInternational Free-Electron Laser Conference, 
(53) Beam Transverse Coupling and 4D Emittance Measurement Simulation Studies for PITZ, 29th Linear Accelerator Conf., 

科研活动

   
科研项目
( 1 ) 高能电子成像对高功率激光与金属固体靶相互作用超快动态成像的实验研究, 负责人, 国家任务, 2016-01--2018-12
( 2 ) 用于高能量密度物态及惯性约束聚变诊断的新型高能电子成像关键技术研究, 参与, 国家任务, 2015-01--2019-12
( 3 ) 介质壁加速器初步研究, 负责人, 研究所自选, 2011-01--2013-12
( 4 ) 离子束驱动高能量密度物质状态演化及其超高时空分辨电子成像技术研究, 参与, 国家任务, 2019-07--2024-06
( 5 ) 消毒灭菌用大功率电子加速器研制, 负责人, 中国科学院计划, 2021-01--2023-01
( 6 ) 西部之光人才项目, 负责人, 中国科学院计划, 2023-01--2025-12
参与会议
(1)高能电子成像及实验平台建设研究进展   第八届全国高能量密度物理会议   2019-10-18
(2)PRELIMINARY INVESTIGATIONS AND PRE-RESEARCH SCHEME OF HIGH AVERAGE CURRENT ELECTRON INJECTORS AT IMP   ERL2019   Q.ZHao   2019-09-16
(3)高能电子成像研究进展   第三届中国粒子加速器会议( CPAC ’2018)   2018-11-06
(4)BEAM TRANSVERSE COUPLING AND 4D EMITTANCE MEASUREMENT SIMULATION STUDIES FOR PITZ    LINAC'18   Q. Zhao   2018-09-16
(5)BEAM ASYMMETRY STUDIES WITH QUADRUPOLE FIELD ERRORS IN THE PITZ GUN SECTION    FEL‘17’   Q. Zhao   2017-08-15
(6)HIGH ENERGY ELECTORN RADIOGRAPHY EXPERIMENT RESEARCH BASED ON PICOSENCOND PULSE WIDTH BUNCH   LINAC2014   2014-08-31

合作情况

国内单位:

1、中国工程物理研究院应用电子学研究所------DC 光阴极注入器及ERL

2、清华大学,西安交通大学-------高能电子成像

3、大连理工大学------研究生联合培养,电子束与等离子体相互作用模拟及实验研究

4、郑州大学------研究生联合培养


国际单位:

1、德国DESY

2、德国HZB

3、日本KEK


项目协作单位

1 大连理工大学

2 中国工程物理研究院应用电子学研究所

3 西安交通大学

指导学生

现指导学生

李佳  博士研究生  082703-核技术及应用  

喻鹏  硕士研究生  082703-核技术及应用  

杨鑫  博士研究生  082703-核技术及应用  

联合培养研究生

蓝婕婕    博士研究生 大连理工大学 在读

李双双    硕士研究生 郑州大学 论文题目:高能电子三维成像技术研究。 已毕业(去向-国家电网(合肥))

艾   蕾     硕士研究生 郑州大学 论文题目:高能电子成像加速器束团长度测量研究。已毕业(去向-深圳光源)