自由电子激光

 激光现在已得到了极为广泛的应用。它是利用工作物质的原子、分子或离子的特定能级之间的辐射跃迁,将激励的能量转换成相干辐射的能量而形成的。因此激光的波长、功率和空间分辨本领都要受限于激光器的工作物质。不利用原子、分子或离子的能级,而又能产生大量的相干光子,是科学家们长期孜孜以求的目标。上世纪80年代初,马迪(JohnMadey)在他的博士论文中首次提出了自由电子激光的概念,并在1976年和他的同事们在斯坦福大学首次实现了远红外自由电子激光,观察到了10.6μm波长的光放大。从那时起人们对自由电子激光的理论和实验的研究进入了一个新的阶段,并取得了丰硕的成果。     

处理自由电子激光器强信号的一种简单方法

基于自由电子激光器的能量模型,在具有螺旋磁场自由电子激光器中,本文采用一种简单的方法处理了强信号条件下能量转换过程.讨论了饱和产生的过程和初始能量色散对饱和影响的机制.这种处理方法也适用于自由电子激光器的谐波辐射.     

磁场逐渐增强的摇摆器

研究了用磁场增强摇摆器来提高自由电子激光器效率的机制．采用KMR方程，考虑空间电荷效应，模拟计算发现自由电子激光器的效率有了很大的提高，而且电子束能散度越大，对提高自由电子激光器效率越有帮助．因此采用磁场增强摇摆器能充分利用加速器的能量来莸得更高的自由电子激光器能量 关键词：     

新一代X射线激光器可用于观察分子构造

英国《新科学家》杂志日前刊载文章称，新一代X射线激光器能用于研究蛋白质和其他生物分子的构造和行为。新一代X射线激光器的能量将是现有设备的100亿倍，能使科学家观察到最微小最精妙的分子构造。利用这种技术可以破解复杂的蛋白质和完整的病毒结构，甚至可能获得DNA的三维图像。X射线激光器被称作自由电子激光器。与传统激光器不同，自由电子激光器并不是通过光照或电流刺激某种物质发射光子，而是使用粒子加速器让极小的电子云穿过磁铁组，这些磁铁把电子推来推去，直到电子释放出光脉冲。传统激光器的激光波长是由发射光子的物质本…     

渐变摇摆场拉曼自由电子激光实验

采用渐变摇摆场技术进行了拉曼型自由电子激光实验,获得了最大辐射功率31MW、波长8～10.4mm的微波辐射输出,电子能量转换效率达9.68％。实验表明,对强流低能(0.45MeV)电子束拉曼自由电子激光器,渐变摇摆场比恒定摇摆场的自由电子激光器能量转换效率高2.6倍。     

用于激光推进的高功率激光器的选择

 从激光推进的要求出发，阐述了用于激光推进的高功率激光器的选择原则，即激光器必须满足：（1）高的平均功率和峰值功率；（2）高的单脉冲能量；（3）高的重复频率；（4）优良的大气传输特性。主要分析了目前YAG固体激光器、自由电子激光器和TEA脉冲CO₂激光器的特点，通过上述4个方面性能的比较，认为在目前水平下，TEA脉冲CO₂激光器是进行激光推进的首选强激光源，其优点表现在：功率可达10kW量级，单脉冲能量可达0.5~1kJ，重复频率为20~40Hz；激光波长处于大气传输窗口，对大气变化不敏感；工作物质快速流动，不存在热透镜效应和破坏阈值；相关光学元件易于制造；光束质量较好；运行成本低。     

利用拉曼自由电子激光测量目标毫米波散射特性的初步研究

介绍拉曼自由电子激光器应用于目标的毫米波散射特性研究所做的一些探索性工作。自由电子激光器是七十年代中期出现的一种新型强相干辐射源。拉曼自由电子激光输出在毫米波段具有高功率、可调谐等优点。利用自由电子激光辐射高能量和宽频带的特点，研究及材料的毫米波散射特性，开创了新的研究方向和研究途径，具有重大的应用前景。本文在这方面进行了探索性研究，得到了一些初步结果。     

X射线自由电子激光:原理、现状及应用

<正>20世纪70年代,研究人员提出了自由电子激光的概念并建造了远红外自由电子激光器。随后,许多国家都开展了相关的理论研究与实验探索,并于21世纪初建造了X射线波段的自由电子激光器。X射线自由电子激光器是一种基于直线电子加速器的大型科学研究装置,可以产生波长可调的     

改型摆动器光学速调管谐波自由电子激光器

提出了一种光学速调管自由电子激光器的新方案，并用Ｍａｄｅｙ定理这种新型的谐波自由电子激光器进行了分析和计算。结果表明，这种新型结构的自由电子激光器可以增大高次谐波的辐强度和增益，从而可望使自由电子激光工作在高次谐波上，提供短波长的光输出。     

导引场下电磁泵浦自由电子激光的非线性理论

本文以Vlasov-Maxwell方程组为基础,用非线性动力学理论研究了存在导引场情况下电磁波泵浦的自由电子激光器的作用机制,导出了线性及非线性色散关系式,求出了非线性不稳定性增长率和自由电子激光的能量转换效率.结果表明,只要合理地选择参量条件,附加导引场可以大大提高自由电子激光的增长率和能量转换效率.     

基于激光火工系统的烟火泵浦激光技术

为研究烟火泵浦激光输出性能,对烟火泵浦激光器中泵浦源与激光晶体棒进行匹配实验研究和烟火泵浦激光器出光实验研究,以及烟火泵浦激光器光纤耦合输出实验研究。实验结果表明:烟火泵浦激光器选用锆氧闪光灯作为泵浦源,与工作物质为Nd∶YAG激光工作物质是相匹配的,烟火泵浦激光器输出能量4.82 J,满足烟火泵浦激光火工系统的能量输出需要;烟火泵浦激光器光纤耦合输出能量2.87 J,光纤耦合装置耦合效率达到50%以上,为烟火泵浦激光器用于战斗机舱盖抛放、飞行员座椅弹射逃生等火工系统研究提供了重要的技术支持。     

用于自由电子激光器的双绕螺线波荡器

研制了用于喇曼自由电子激光器的双绕螺线波荡器,测试了它的工作特性.用这台波荡器作泵浦源,获得了自由电子激光辐射,并进行了初步的参量研究.     

北京自由电子激光器外注入实验系统设计研究

北京自由电子激光器(BFEL)是一台工作于中红外区Compton型FEL振荡器。本文结合BFEL装置,设计了一套完整的激光外注入光路,利用声光调QCO_2激光器产生的10.6μm激光做激励源注入到BFEL光腔中,以缩短振荡建立时间,提高BFEL输出能量,改善输出激光的相干性。模拟计算结果是:当BFEL光腔中的外注入光强为自发辐射强度的10~5倍时,可使饱和振荡建立时间缩短35％,输出能量提高2倍。     

超高增益的微型自由电子激光器

我们研究了自由电子激光的增益特征,发现一类具有超高增益的微型自由电子激光器,这类激光器位于远红外谱区,它由具有高质量电子束的射频直线加速器,微型摇摆器和毛细波导管组成。     

自由电子激光器中电子轨道的稳定性分析

本文分析了具有轴向磁场的自由电子激光器中电子轨道的稳定性问题,导出了作为稳定性判据的组合参数。从而为自由电子激光器的工作参数选择提供了某种依据。     

自由电子迴旋谐振激光器

本文提出了一种新型的自由电子激光器—自由电子迴旋谐振激光器。文中给出了这种激光器的电子效率和起振电流表达式。     

远红外自由电子激光器的性能和可能的应用(英文)

本文提出了远红外自由电子激光器(FIRFEL)的现实优点:对电子束质量要求不太苛刻;比较经济;对远红外区的非线性和相干性研究是唯一的合适的光源。分析了自由电子激光器增益与电子束和摆动器参量的关系,指出对给定的发射度存在一特定的波长,当波长比特定波长短时,增益将急骤下降。概述了远红外区的重要物理现象以及远红外自由电子激光器的可能的应用,预期这些研究对THz电子学发展是很重要的。     

拉曼型自由电子激光器中相对论电子运动稳定性的比较研究

拉曼型自由电子激光器作为一种兆瓦级高功率毫米波、太赫兹波辐射源, 其电子的运动稳定性对整体器件的性能至关重要.本文采用科尔莫戈罗夫熵方法, 以典型的麻省理工学院公布的实验数据为例, 比较研究拉曼型正向导引磁场和反向导引磁场两类自由电子激光器中相对论电子的运动稳定性. 结果表明:摇摆器绝热压缩磁场对电子运动的稳定性无实质性影响, 但对电子运动影响大; 电子束自身场在拉曼型正向导引磁场自由电子激光器中使电子运动稳定性变差, 而在拉曼型反向导引磁场自由电子激光器中则可改善电子运动稳定性. 关键词： 拉曼型自由电子激光器 相对论电子运动稳定性 科尔莫戈罗夫熵 电子束自身场     

100微米自由电子激光研究进展

自由电子激光器（FEL）是一种将相对论性电子的动能变换成电磁辐射的装置。电子束和电磁波沿摇摆器在同一直线上传输，摇摆器使电子产生横向的速度分量，实现电子和辐射场之间的能量交换。从电子束抽取的动能转换成电磁辐射，辐射的波长决定于电子束的能量和摇摆器参数。FEL具有波长连续可调、可获得高功率和光束品质好等优点，在军事上和基础科学研究中有很好的应用前景，美国、日本以及一些欧洲国家对自由电子激光的研究极为重视，并得到了很好的成果。2004年7月美国的JLAB实验室获得了10kW的自由电子激光，使人们对自由电子激光在激光武器中的定位进行了重新思考，从而掀起了又一轮世界范围内的自由电子激光研究热潮。     

自由电子迴旋谐振激光器

本文提出了一种新型的自由电子激光器一自由电子迥旋谐振激光器. 文中给出了这种激光器的电于效率和起振电流表达式. 关键词：