光学速调管相干辐射的数值模拟

 利用实测磁场值对光学速调管的相干辐射进行了数值模拟，计算了基波、三次谐波的谱宽和相干增强因子，提出了优化的激光功率和光学速调管特征参数Nd值。     

相干谐波辐射的测量方法和系统

 研究了光学速调管自发辐射谱,其调制率已达0.80,即将进行相干谐波辐射实验。介绍了相干谐波辐射实验的主要考虑因素、相干增强因子的测量方法和测量系统以及种子激光与电子束的准直和同步。     

加深光学速调管自发辐射谱调制的研究

相干谐波储存环自由电子激光的相干增强因子正比于光学速调管自发辐射谱调制率的平方,加深光学速调管自发辐射谱的调制是相干谐波储存环自由电子激光研究的重要一环.介绍在中国科学技术大学800MeV电子储存环上所进行的加深光学速调管自发辐射谱调制的研究工作,调制率已从0.236提高到了0.80,为相干谐波产生实验奠定了基础.     

储存环相干谐波自由电子激光器新光学速调管工作状态分析

 合肥国家同步辐射实验室（NSRL）正在开展储存环相干谐波自由电子激光研究，为了在较高电子束能量下进行实验、且具有较高的相干辐射强度，光学速调管从原来的对称结构改造为非对称结构。分析了相干谐波实验中各参数之间的关系，及对相干谐波辐射的影响，并给出了两种工作状态下的最佳工作参数。     

提高相干谐波输出的一种新方法

本文利用自由电子激光(FEL)纵模统一理论讨论了光学速调管自由电子激光相干谐波的输出情况。从物理上分析了非对称光学速调管的设计,得出了采用非对称的光学速调管可使FEL的相干谐波输出提高近30％。     

用非对称光学速调管的相干谐波自由电子激光

使光学速调管第二段波动器的磁场参数与光场的高次谐波共振，与对称光学速调管情况相比，可使产生的相干谐波辐射强度提高。对三次谐波，强度提高为对称情况的２．６倍。     

储存环自由电子激光相干谐波实验的同步系统

 为了获得短波长自由电子激光(FEL),可以使储存环中的相对论性电子与外加强激光脉冲在光学速调管中充分耦合,从而产生高次谐波的相干辐射。为使耦合充分,必须使电子束团与激光脉冲在时间和空间上完全同步。其中空间上的同步可通过调节外激光的光路来实现,给出了实现时间上同步的一种方案。     

光学速调管中的谐波超辐射

 利用同步辐射环上的超相对论电子束和强激光外源,在光学速调管内产生UV波段的相干光源是很有希望的技术途径。研究了光学速调管内电子束的能量调制和密度调制,给出了光学速调管内谐波超辐射的计算公式,从公式可以直接算出各阶谐波超辐射的功率密度。     

FEL光学速调管的升级性能分析

通过三维磁场的有限元计算,给出了自由电子激光（FEL）研究用光学速调管升级后的磁参数。国家同步辐射实验室合肥光源（HLS）电子储存环能量可以日常运行在200～800 MeV间,为了与电子储存环能量匹配,并在较高束电子能量下进行实验和得到较多的相干辐射光子,光学速调管从原来的对称结构升级成非对称结构,用于HLS储存环谐波产生FEL实验。给出了升级后非对称光学速调管的几组匹配磁参数,用于在HLS储存环注入能量和可以运行的最高能量下进行谐波FEL实验。初步计算表明,HLS 储存环电子束性能优越,能散很低,FEL实验用最高能散仅为2.05×10-4,相应FEL辐射的能散修正因子在0.96以上,可以忽略不计。     

光学速调管自发辐射谱的测量及调制率的提高

 在国家同步辐射实验室(NSRL)800MeV 电子储存环上进行的相干谐波储存环自由电子激光研究中, 测量了光学速调管的自发辐射谱并提高了它的调制率。     

Echo-enabled谐波放大自由电子激光参数

通过数值模拟,结合解析计算分析,研究了Echo-enabled谐波放大自由电子激光对装置参数和主要束流参数变化的独立敏感性,给出了谐波聚束因子和饱和功率随参数变化的数值模拟结果;对色散段由相干同步辐射效应引起的能散和发射度增长进行了估算和数值模拟。结果表明:相干同步辐射效应引起的切片能散和切片发射度增长在5%以内,对最后辐射影响不大。     

相干彩虹的形成机制

用一束白光激光聚焦照射液体(水、丙酮、无水乙醇、汽水等)或固体(冰、有色玻璃、塑料、彩色蜡等),出现了多级的彩色干涉环,即相干彩虹.高强度白光局部地加热了液体(固体),改变了它的密度(以及折射性质),从而导致光程差的出现,不同波长的光都发生干渉,形成了彩色的干涉环.有色玻璃在反射模式下也出现了相干彩虹,此时的干涉完全来自于玻璃表面轮廓的变化,并且无参数拟合的结果定量地符合观测到的干涉图案.     

Self-seeded FEL wavelength extension with high-gain harmonic generation

We study a self-seeded high-gain harmonic generation(HGHG) free-electron laser(FEL) scheme to extend the wavelength of a soft X-ray FEL. This scheme uses a regular self-seeding monochromator to generate a seed laser at the wavelength of 1.52 nm, followed by a HGHG configuration to produce coherent, narrow-bandwidth harmonic radiations at the GW level. The 2nd and 3rd harmonic radiation is investigated with start-to-end simulations.Detailed studies of the FEL performance and shot-to-shot fluctuations are presented.     

Dynamic phenomena in laser cutting and cut quality

Coherent emission of light in the uv or vuv range can be obtained from an undulator or optical klystron by harmonic generation using an external laser. We show that if the input is a multimode laser (instead of an ideal monochromatic coherent wave) the kinetics of growth of the rms beam modulation is completely different from the one described by the usual Webster formula, and we find a simple analytical expression for a Gaussian input (large number of modes). Numerical calculations show that with 3 modes the result is already close to the Gaussian case, and that the frequency bandwidth increases as the square root of the harmonic number.