波荡器入口区绝热压缩磁场分布对自由电子激光输出功率和效率的影响

本文对波荡器(Wiggler)入口区绝热压缩磁场分布对自由电子激光输出功率、增益、效率的影响,进行了非线性计算机模拟.结果表明:磁场幅值沿轴向接立方函数分布,比通常采用的正弦平方函数和平方函数这两种分布更好,更接近实验值.     

变参数自由电子激光放大器的设计方法

据自由电子激光原理,利用变参数摇摆器设计可以大幅度提高自由电子激光放大器的效率,在分析文献中所提出的“单电子共振”和“磁场指数下降法”基础上,提出了变参数摇摆器的“多电子自洽设计和最佳选择”的设计方法。经数值计算证明,所提出的方法明显优于其它方法。     

Three-dimensional motion of electrons in combined realistic helical wiggler with axial guide field for free-electron laser

3-D motion of electrons with on-axis and off-axis guiding centers in realistic helical wiggler and axial guide field is analysed. It is found that purely helical orbits couldnot exist for the electrons with off-axis guiding centers, except for those with on-axis guiding centers. Perturbation solutions of the electron's velocity and orbit averaged over the cyclotron angle are derived. Our calculations indicate the divergence of the electron orbits near resonance.     

静电电子回旋脉塞与静电自由电子激光

笔者提出了静电电子回旋脉塞的概念,并在三位博士生的共同努力下,建立了静电电子回旋脉塞的线性及非线性理论。接着,笔者又提出利用静电回旋系统建立静电自由电子激光的概念(此种静电自由电子激光目前在国际上简称为Orbitron自由电子激光),随即又建立了这种自由电子激光的线性理论并进行了数值计算。 陈晓东、欧阳征标和硕士生徐晓曦在他们的学位论文中,完成了静电电子回旋脉塞机理的实验论证工作。实验结果和理论计算较好地相符。 上述一系列的工作均已得到国际的公认。本文就是这一系列工作的基本总结。     

SG－1 FEL放大器实验初步分析

在摇摆场０．２６Ｔ，电子束能量３．３±０．１５ＭｅＶ，束流约６００Ａ时，ＳＧ－１ＦＥＬ常参数放大器实验最大功率约１０ＭＷ，指数增益约１９ｄＢ／ｍ。对实验进行了初步的分析讨论，并就实验时４ｍ长摇摆器功率未呈饱和、指数增益区右移现象与下一轮实验的改进提出了意见。     

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。     

双向聚焦电磁铁摇摆器磁场的数值模拟

 应用磁矢量势公式导出了螺线圈绕组的磁场计算公式，应用标量磁势并对电磁铁作局部均匀磁化近似，给出了电磁铁摇摆器磁场的积分方程式和相应的耦合系数。通过求解积分方程得到了摇摆器磁场的空间分布及摇摆器两端非均匀区的磁场分布。本方法可以为双向聚焦电磁铁摇摆器的设计提供参考数据。     

磁屏蔽式脉冲电磁铁摇摆器

通常的电磁铁摇摆器,由于相邻磁极间存在的边缘漏磁效应,很难在工作隙中提供足够高的磁感应强度,特别是在大间隙短周期的情况,其应用受到了严重的限制 。本文提出“磁屏蔽式脉冲电磁铁”的新概念,试图寻求一种既廉价又性能优良的摇摆器结构。目前的实验表明,这种磁屏蔽方法可使通常的脉冲电磁铁摇摆器的磁感应强度增大15％以上。     

Phase velocity of a transverse electric wave propagating in a magnetized electron beam

In this paper three-dimentional simulations are carried out to the phase velocity of a transverse electric wave which propagates in a relativistic electron beam magnetized by a wiggler field and an axial guide magnetic field. Results show that the phase velocities are quite different from each other as the axial guide magnetic field changes its direction.     

北京自由电子激光摇摆磁铁场分布测量装置

我们设计加工了一套测量摇摆磁铁整体场分布的测量装置，并对北京自由电子激光（ＢＦＥＬ）摇摆磁铁进行了实际测量，定态测量误差优于１×１０￣（－４），动态测量误差５×１０￣（－４）。