深紫外自由电子激光装置最新进展

中国科学院上海应用物理研究所自由电子激光团队于近日完成了一项新的自由电子激光实验,在上海深紫外自由电子激光装置(SDUV-FEL)上,利用相对论电子束团在沟槽金属结构中激起的尾波场,对电子束纵向相空间的非线性进行了补偿,并成功实现了自由电子激光辐射光谱的操控和改善。该项研究成果近日发表在《物理评论快报》。作为第四代先进光源,自由电子激光由高亮度电子束团驱     

对自由电子激光（FEL）发展的评论

分析了自由电子激光的技术特性，评估了国内外的发展现状、趋势和应用前景，对发展自由电子激光的意义，它的地位、作用和难点进行了评论，对我国自由电子激光今后的发展提出了一些建议。     

我国自由电子激光研究的最新进展

综述了我国一些研究单位的自由电子激光实验和理论研究，介绍并讨论了拉曼型自由电子激光、康普顿型自由电子激光以及电磁波泵浦自由电子激光和切连科夫自由电子激光等研究工作的最新结果。     

自由电子激光的可能应用

本文简要介绍了自由电子激光和８０年代刚刚兴起的自由电子激光的应用，展望了它令人振奋的应用前景，并讨论了它在应用研究方面的深远意义．     

X射线自由电子激光

X射线自由电子激光是一种基于电子直线加速器的大型科学研究装置,可以产生超高亮度、超短脉冲、波长可调的相干X射线辐射,在物理、化学、材料、生命科学等诸多领域都有非常广泛和极为重要的应用。文章介绍了X射线自由电子激光的基本原理、运行模式、发展历程、国内外X射线自由电子激光大科学装置的发展态势以及近年来我国X射线自由电子激光装置的现状。     

自由电子激光的基本原理

激光是基于受激放大原理而产生的一种相干光辐射.普通激光是固体或气体的原子或分子产生的受激相干辐射,而自由电子激光则是由真空中的自由电子产生的受激相干辐射.自由电子激光的概念是杰·梅第(John Maday)于1971年在他的博士论文中首次提出的［1］.1976年他和他的同事们在斯坦福大学建立了第一台远红外波段的自由电子激光装置,实现了10.6μm波长的光放大.研究表明,自由电子激光具有很多其它光源无法替代的优点,在科学研究、军事和国民经济各方面具有重要的应用前景［2］.因此从80年代中期开始,自由电子激光的研究在很多国家都开展…     

自由电子激光

说明自由电子激光的产生机理及其应用前景。     

拉曼自由电子激光器

文章介绍了拉曼自由电子激光器的应用，概述了我们在拉曼自由电子激光器调谐、新型小周期波荡器、具有分布反馈谐振腔的拉曼自由电子激光振荡器和虚火花放电等方面的研究进展。     

远红外契伦柯夫FEL的动力学理论

契伦柯夫自由电子激光可以产生远红外相干受激辐射。本文建立了契伦柯夫自由电子激光的动力学理论并详细研究了初始信号频率,电子束电压和束—介质膜间隙对器件性能的影响。与自由电子激光,回旋自谐振脉塞比较,指出了短波契伦柯夫自由电子激光的几个显著特点。     

强激光等离子体中的自由电子波函数

借助激光等离子体的光学度规,严格求解了弯曲时空中的狄喇克方程,得到了强激光等离子体中的自由电子波函数。当激光场为零时,该波函数自然地过渡到相对论的自由电子波函数。简单地讨论了该波函数可能的应用。 关键词：     

基于激光等离子体加速的自由电子激光研究新进展

激光等离子体加速器能够在cm尺度内产生GeV量级的高品质电子束,为研制台式化自由电子激光提供驱动源。但是受限于激光等离子体加速中的难点和现有技术发展,电子束的品质难以达到自由电子激光的需求,尤其在稳定性、发散角和能散等方面,阻碍了台式化自由电子激光的研制。介绍了基于激光等离子体加速器的自由电子激光的最新进展,整理了目前高增益自由电子激光实验过程中存在的主要挑战和对应的解决方案与实验进展,并展望未来的发展方向。最近的研究结果证明,通过控制和优化激光等离子体加速器的注入和加速过程产生的高品质电子束可以在指数增益区域实现自发辐射放大,产生高增益的辐射,这也推动基于激光等离子体加速器的自由电子激光研究进入了一个新的阶段。     

Proposal for an x-ray free electron laser oscillator with intermediate energy electron beam

Harmonic lasing of low-gain free electron laser oscillators has been experimentally demonstrated in the terahertz and infrared regions. Recently, the low-gain oscillator has been reconsidered as a promising candidate for hard x-ray free electron lasers, through the use of high reflectivity, high-resolution x-ray crystals. In this Letter, it is proposed to utilize a crystal-based cavity resonant at a higher harmonic of the undulator radiation, together with phase shifting, to enable harmonic lasing of the x-ray free electron laser oscillator, and hence allow the generation of hard x-ray radiation at a reduced electron beam energy. Results show that fully coherent free electron laser radiation with megawatt peak power, in the spectral region of 10-25 keV, can be generated with a 3.5 GeV electron beam.     

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。 关键词：     

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：     

切伦科夫自由电子激光中自发辐射与受激辐射的关系

本文从单粒子理论出发,导出了切化科夫自由电子激光中自发辐射与受激辐射的关系。结果表明:在切化科夫自由电子激光中也存在着类似于wiggler自由电子激光中的Madey公式的关系。文中还利用得出的结果对倾斜角度受激切伦科夫辐射的增益进行了计算。 关键词：     

用Hartree-Fock-Slater-Boltzmann-Saha模型研究等离子体细致组态原子结构及其状态方程

用平均原子自洽势计算等离子体的自由电子背景，通过在Hartree Fock Slater自洽场原子结构中引入背景修正计算离子组态结构，为Boltzmann Saha方程提供能级参数，再通过调节共同的背景电子实现Saha方程与Hartree Fock Slater方程的耦合，自洽求解等离子体细致组态原子结构，提高Saha方程的计算精度.以碳、铝等离子体作为算例，分析了本方法的适用范围. 关键词： 原子结构 Boltzman Saha方程 状态方程     

On the crystallization of two-dimensional electron system in strong magnetic field

The possibility of the two-dimensional electron crystallization in the strong magnetic field is discussed by comparison between electron free energies in liquid and crystal states. The electron free energy in the liquid state is determined in Hartree-Fock approximation, while the correlation phenomena are proved to be negligible. The electron free energy in the crystal state is calculated in the harmonic approximation. The magnetic field is shown to “nonmonotonously” affect the crystal formation. From one hand, an electron crystal may exist in an interval of the strong magnetic field H at rather high density, where that is impossible at H=0. From the other hand, at any density the sufficiently strong field forces electron lattice to melt at finite temperature.     

Physical design of a wavelength tunable fully coherent VUV source using a self-seeding free electron laser

In order to meet the requirements of the synchrotron radiation users, a fully coherent VUV free electron laser （FEL） has been preliminarily designed. One important goal of this design is that the radiation wavelength can be easily tuned in a broad range （70 170 nm）. In the light of the users＇ demand and our actual conditions, the self-seeding scheme is adopted for this proposal. Firstly, we attempted to fix the electron energy and only changed the undulator gap to vary the radiation wavelength; however, our analysis implies that this is difficult because of the great difference of the power gain length and FEL efficiency at different wavelengths. Therefore, we have considered dividing the wavelength range into three subareas. In each subarea, a constant electron energy is used and the wavelength tuning is realized only by adjusting the undulator gap. The simulation results show that this scheme has an acceptable performance.     

Surface energy modification by electron beam

We observe a pronounced variation of wettability properties in solid state materials induced by a low-energy electron beam. The phenomenon occurs in several stages characterized by various mechanisms. We show that for low electron doses the irradiation leads to decrease in the wetting of a dielectric surface due to induced surface electric potential. The higher electron charge leads to formation of a chemical monolayer on material’s surface. It has been found that the electron irradiation strongly modifies the surface free energy of SiO₂ by decreasing its total surface free energy value, almost twice. However, electron-induced variations of dispersive and polar components of the surface free energy are quite different and depend of incident electron charge.     

超短脉冲激光辐照下金属薄膜的热行为

对双温模型的重要热学参量电子热容、电子弛豫时间、电子热导率进行量子化处理，使双温模型能适用于自由电子温度比较高的情况.利用前向差分算法，数值求解了电子-晶格双温双曲两步热传导模型，所得的结果更接近实验值.经过分析得出： 1）薄膜前表面自由电子温度达到最大值的时间约为0.27 ps,得到的损伤阈值与实验值符合较好.2）电子热容对电子温升规律影响非常大.电子热导率对自由电子温升规律也有较大的影响.3）在趋肤层内自由电子温升非常快，不同厚度自由电子温度达到最大值所需的时间延迟不明显.趋肤层以下自由电子温度升高较慢，不同厚度自由电子达到最大值所需的时间延迟明显.