线极化强激光与轻元素气体相互作用产生的电子剩余能

 对线极化超短脉冲强场电离进行了回顾和分析。对不同参数的超短脉冲、线极化强激光与轻元素气体靶相互作用产生的等离子体中电子剩余能进行了解析和粒子模拟(CIC)数值计算。考虑到强场线极化光产生的等离子体的高电离度和低电子温度的特点,采用了有别于通常计算逆轫致吸收的方法,用零温度近似计算逆轫致效应。CIC模拟计算强场与物质相互作用物理过程中还考虑了纵向电场效应。给出了强场线极化光与氦和氖元素气态靶相互作用的理论计算结果和相应的结论。     

环型线电流线极化wiggler

提出一种新型产生线极化摇摆磁场的wiggler,即环型线电流线极化wiggler.它是由许多圆环及连接导线固定在w屯gler骨架上而组成.通过求解拉普拉斯方程,导出了此w电eler磁场分布的理论解.理论解表明,此wiggler产生的线极化磁场不仅在z轴附近空间基模占空比大,而且在垂直于线极化磁场方向能形成具有聚束能力的六极子磁场.此装置的另一特点是容易加工成短周期(5—10mm)wiggler,并且非常容易实现变磁场、变周期和同时变磁场变周期的线极化wiggler.     

环型线电流线流化wiggler

提出一种新型产生线极化摇摆磁场的ｗｉｇｇｌｅｒ，即环型线电流线极化ｗｉｇｇｌｅｒ。它是由许多圆环及连接导线固定在ｗｉｇｇｌｅｒ骨架上而组成。通过求解拉普拉斯方程，导出了此ｗｉｇｇｌｅｒ磁场分布的理论解。理论解表明，此ｗｉｇｇｌｅｒ产生的线极化磁场不仅在Ｚ轴附近空间基模占空比大，而且在垂直于线极化磁场方向能形成具有聚束能力的六极子磁场。此装置的另一特点是容易加工成短周期（５－１０ｎｍ）ｗｉｇｇｌｅｒ     

高斯束激光摇摆场中的电子运动轨道分析

对高斯束激光摇摆场中的电子运动轨道进行了分析．推导出轴向导引磁场与反向传播的激光摇摆场作用下的单粒子电子运动轨道，并对轨道的稳定性进行了分析．发现当瑞利长度较大时，得到的结果与平面电磁波摇摆场的结果相一致．与静磁摇摆场的自由电子激光相似，在激光摇摆场中的电子轨道也存在两类分立轨道，但是，与静磁摇摆场不同的是，这两类轨道都是稳定的 关键词：     

受限费米气体的磁性（英文）

采用半经典近似和数值求和方法,研究了简谐势阱和磁场约束下理想带电费米气体的磁性质,给出了该体系的热力学势、磁场强度和电流密度随外磁场的解析表达式,并分析了约束势阱和磁场对体系的影响.计算结果表明,准经典近似在处理弱场时,与数值计算结果能够得到很好地吻合.该方法和结论可通过相应参量代换过渡到其它形式的受限量子气体.     

两半无限长圆柱形导体管内电位的计算与分析

分别运用分离变量法和有限差分法计算和分析两半无限长圆柱形导体管内电位的解析解和数值解,并通过MAT LAB编程算出其场域中一些点的电位结果,由相对误差的比较说明数值解的有效性,以此对保角变换的解析解结果进行了验证,找到缺陷并作了修正,从而说明把数值计算与求解析解综合起来分析场域内的电位分布会使结果更加可靠和准确.     

双—双绕螺旋线极化摇摆器磁场

本文提出了一种用双-双绕螺旋线圈实现线极化摇摆器磁场的新途径,给出了磁场的理论分析结果。对双-双绕螺旋线圈的磁场进行的实验测量所得结果与理论分析结果基本相符合     

带轴向引导磁场自由电子激光器中的电子轨迹与稳定性

在对中国工程物理研究院电子学研究所和中国科学院上海光学精密机械研究所所做带引导磁场喇曼型自由电子激光实验进行数值模拟的基础上,本文研究了轴向引导磁场和摇摆磁场联合作用的单电子轨迹,对电子的平衡轨道和一阶微扰轨道进行了仔细分析,揭示了在引导磁场存在的情况下,摇摆磁场横向变化引起的电子感应回旋运动的重要性,推导了带引导磁场情况下的电子感应回旋运动方程,给出了电子感应回旋运动的周期,X方向、Y方向之间的关系。同时,用数值模拟方法研究了电子的运动,两者结果符合很好。 关键词：     

短波长自由电子激光器电子运动特性研究

短波长自由电子激光器的电子束在摇摆器中的传输通道长而狭窄, 须得电子具有良好的运动特性, 避免在传输过程中产生横向发散. 本文研究短波长自由电子激光器中超相对论电子在磁场具有横向分布的平面摇摆器中的三维运动特性, 用逐次逼近法推导相对论运动方程的解析表达式, 非线性数值计算模拟传输过程, 采用科尔莫 戈罗夫熵 方法分析运动的稳定性. 结果表明: 摇摆器磁场除使电子做周期性摇摆运动外, 还迭加了偏离轴线的横向漂移运动, 在没有外置的磁场聚焦系统情况下, 电子将偏离轴线横向发散; 但是, 恰当选取电子的横向初始速度, 可有效地防止电子运动的横向发散, 即使没有外置的磁场聚焦系统, 也能在长达10 m 的摇摆器中顺利传输, 横向位移范围不超过0.09 mm, 而且其运动是稳定的. 关键词： 短波长自由电子激光器 平面摇摆器 超相对论电子运动 运动稳定性     

等离子体加载耦合腔慢波结构色散分析

利用磁化等离子体介电张量和纵向场分量法对任意大小轴向磁场中等离子体填充耦合腔慢波结构进行场分析，得到磁化等离子体填充电子注通道电磁波场分量的轴对称精确解.在此基础上，建立耦合腔分区模型、采用场匹配方法建立色散方程，并数值计算得出不同等离子体密度及磁场下的耦合腔色散曲线.对不同密度等离子体填充情况下的耦合腔色散特性、混合模式的形成机理以及等离子体空间电荷波进行了分析讨论. 关键词： 耦合腔慢波结构 等离子体 混合模式 色散特性     

左右旋双双绕螺旋线线极化摇摆器的磁场分布及束流传输

给出了双双绕螺旋线线极化Wiggler轴线上磁场的积分表达式,以此公式数字模拟此装置端口区的磁场分布,并进行了实验测定,结果表明,端口区磁场峰值突变和对称性均比圆极化好。另一方面,用洛仑兹运动方程,考虑了电子束空间电荷效应,证明此装置对电子束传输有自聚焦能力,给出了电子运动方程,电子束流与Wiggler峰值磁场的关系,数字模拟电子束运动轨迹也表明,此装置能自聚焦传输电子束,有希望应用于线极化自由电子激光实验中。     

电磁铁摇摆器磁场的二维数值计算

本文根据泊松方程用数值计算给出了电磁铁摇摆器的二维磁场分布,定量地讨论了磁极形状、磁隙大小、周期长短和电流大小等因素对峰值磁场强度的影响,重点讨论了如何根据二维磁场分布选择磁极形状才能提高峰值磁场强度和抑制磁饱和的问题。将计算的二维磁场分布和摇摆器磁场的理想波形相比较,可以帮助我们确定进入摇摆器的束流半径应该控制的范围。在对电磁铁摇摆器磁场二维数值计算的基础上,还探讨了适用ATA电子束的PALADIN摇摆器用于ETA电子束带来的结构设计和材料选择等问题。     

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：     

Self-field effects on electron dynamics in a three-dimensional helical wiggler free-electron laser with axial magnetic field

An analytic linear theory of the electron dynamics in a three-dimensional helical wiggler free electron laser (FEL) with axial magnetic field is presented. Orbits are obtained by perturbing the steady state-trajectories in order to determine the characteristic frequencies Ω_± of the FEL. The effect of the self-fields on electron dynamics is studied and modified steady-state orbits and their stabilities have been analysed considering variation of electron energy and density. Among the features encountered is that in both group-I and group-II, one of the characteristic frequencies may have either signs affecting then the stability of the motion, while in group-II operation a repulsion of the frequencies at a pseudocrossing leads to highly perturbed trajectories when the wiggler frequency is approximately half the cyclotron frequency. Self-fields effects can significantly impair the stability of the electron orbits. For group-I orbits, they are more important for higher wiggler frequencies and lower beam energies. For group-II orbits, they remain less important for higher wiggler frequencies and lower beam energies before reaching the inversion zone, then they behave as for group-I orbits. It should be remarked that self-fields shift the inversion zone towards higher cyclotron frequencies the thing that is obtained by either decreasing the wiggler frequency or increasing the beam energy. It is shown that the axial velocity-induced self-magnetic field has a diamagnetic effect for both groups orbits, while the wiggler-induced self-magnetic field has a diamagnetic effect for group-I orbits and a paramagnetic effect for group-II orbits. The paramagnetic and diamagnetic effects are more important for higher beam energies and densities.     

永磁类直线阵列摇摆器的磁场计算与场形分析

从电磁场基本理论出发，导出了计算永磁体磁场的基本公式，在此基础上得出了二维和三维永磁体直线周期阵列摇摆器的磁场计算公式。对二维摇摆器进行了场形分析，得到了单组元永磁体直线阵列摇摆器磁场的解析表达式。用此表达式给出了六种典型的单元型摇摆器的场形公式。     

Effects of inhomogeneous broadening on two-frequency longitudinal wiggler brightness

The two-frequency longitudinal wiggler brightness is further extended to include the effects of betatron oscillations. The analytic expressions and the results with relevant physical consequences are presented for a comparison with the linear two-frequency undulator field, a popular device proposed earlier for side band suppression and quasi-continuous behaviour.     

带轴向引导磁场自由电子激光的控制参数

给出了带轴向引导磁场且由螺旋周期磁场抽运之自由电子激光的进化方程。发现系统的运动行为决定于某控制参数，该参数包括了束流强度、泵浦场强度、轴向场强及初始状态的综合效应。讨论了系统的集体不稳定性。给出了临界值W_T=2 2^1/2(对N≥3)，以及W＞＜W_T时的辐射场表达式。 关键词：     

Electron acceleration in the inverse free electron laser with a helical wiggler by axial magnetic field and ion-channel guiding

Electron acceleration in the inverse free electron laser (IFEL) with a helical wiggler in the presence of ion-channel guiding and axial magnetic field is investigated in this article. The effects of tapering wiggler amplitude and axial magnetic field are calculated for the electron acceleration. In free electron lasers, electron beams lose energy through radiation while in IFEL electron beams gain energy from the laser. The equation of electron motion and the equation of energy exchange between a single electron and electromagnetic waves are derived and then solved numerically using the fourth order Runge-Kutta method. The tapering effects of a wiggler magnetic field on electron acceleration are investigated and the results show that the electron acceleration increases in the case of a tapered wiggler magnetic field with a proper taper constant.     

圆柱螺旋电磁Wiggler的场形分析

 利用载流圆柱螺旋线系统内部的磁标势满足的Laplace方程, 以及系统磁矢势的积分形式, 定出Laplace方程通解的未知系数, 求得左(右)旋单绕圆柱螺旋线的磁标势。应用磁场的叠加原理以及积分法, 给出了各种类型如双绕、双双绕、交叉绕等螺旋形Wiggler的场形分布公式。