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。     

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。     

电子束短脉冲效应产生的相干辐射

在模空间里给出了自由电子激光线性区非定态自治方程，得到了由于电子束短脉冲效应产生相干辐射的条件并解释了文献［１］的实验结果。     

第五篇 原子和原子核基本知识──第十八章 原子和原子核基本知识

第五篇原子和原子核基本知识──第十八章原子和原子核基本知识练习一光谱和光谱分析原子模型激光及其应用一、判断题１．原子由高能级自发地向低能级跃迁而发出的光叫普通光。［］２．原子受激辐射而产生的光叫激光。［］３．有了粒子数反转分布，就可以产生光放大，从而...     

激光的发明和发展

激光（LASER）是受激而发射的光，是“光受激辐射放大”的简称，它的含义是通过辐射的受激发射而实现光的放大（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）．产生激光的器件叫做激光器,激光是一种强烈的、集中的、高度平行的相干光束．激光（1960年由美国人Maiman发明）、晶体管（1948年由Bardeen和Brattain发明）与原子能反应堆（1942年由意大利人Fermi发明）被人们视为20世纪最重要的三大技术发明，对现代科学技术的发展产生了深远影响.     

自由电子激光

自由电子受激发射的原理早在1951年莫茨(Motz)[1]就提出过,他认为电子行经电场或磁场时产生辐射,辐射的频率取决于电子的速率.电子能量从1MeV到1GeV的范围可产生从微波至硬 X 射线的频谱.他认为将电子束聚焦,可以使一群电子相干地辐射。相干辐射的功率比非相干辐射高约106的量级.这个设想在1953年虽然进行过实验,但未获成功.直到六十年代后期与七十年代初期,由于相对论强流电子束与高能电子加速器装置的发展,对自由电子受激发射开展了大量的实验与理论研究.典型的报导文章有[2-7].自由电子微波激射的实验成就推动着自由电子激光的发展.本…     

冲击波引发的相干光

美国Livermore国家实验室的E．Reed教授最近发现了一种新的相干辐射光源，它与过去的激光以及自由电子激光有明显的差别．这种类型的新相干光子是通过将冲击波射入晶体后产生的，这些光子的相干性有点类似于发生激光的机制，但它与激光不同的是，它不是一种受激辐射；它更像是在靶晶体点阵内一行一行原子的协调运动所产生的结果。     

多电子束契伦柯夫自由电子激光振荡器

我们对多电子束契伦柯夫自由电子激光进行了首次实验研究。280A,500kV的电子束被引入一多介质矩形谐振腔,在频率为33.4GHz处产生了1.7MW的契伦柯夫相干受激辐射。互作用效率为1.2％。     

回声谐波放大型自由电子激光相干涡旋X射线产生方案

外种子型自由电子激光具有全相干、频谱稳定、极高亮度的优点,可以实现在超小空间和超快时间尺度下对物质结构的研究。具有特殊横向相位模式的光特别是具有螺旋相位的带轨道角动量的涡旋光已经在众多科学领域有了应用,基于自由电子激光原理产生的辐射横向模式基本上为简单的高斯模式,为产生具有横向螺旋相位的相干涡旋X射线,对基于回声谐波放大型(EEHG)自由电子激光产生涡旋光方案进行了深入研究,并且根据上海软X射线自由电子激光装置(SXFEL)的参数,进行了相关方案设计和模拟研究。三维模拟结果表明,外种子型EEHG自由电子激光可以产生峰值功率可达到GW量级的相干涡旋软X射线。     

由双光子共振激发钾蒸气产生红外受激辐射以及紫外和可见相干辐射

当双光子共振激发钾原子到7S能级时,测得了一系列位于红外区的光泵受激辐射和串级受激辐射.由光泵受激辐射与泵浦光的双光子共振四波混频过程,产生了对应于6P-4S和5P-4S的强相干辐射.而这两个相干辐射又具有泵浦光的作用,通过接联的四波混频过程产生位于紫外和可见区的许多相干辐射.文中对测到的红外受激辐射以及紫外和可见相干辐射的产生过程进行了讨论.     

北京自由电子激光装置的红外激光振荡实验

本文阐述了北京自由电子激光装置所采取的优化电子束质量等措施以满足出光条件,和利用这台装置相继观察到了自发辐射、储存自发辐射和受激辐射的情况.测定的受激辐射讯号的强度、光谱、失谐曲线和波长移动均证明其为红外自由电子激光振荡讯号.     

He／K系统两步激励产生极紫外相干辐射机制中的斯托克斯及反斯托克斯竞争过程

讨论了Ｈｅ／Ｋ混合蒸汽中两步激励产生极紫外（ＸＵＶ）相干辐射机制中存在的斯托克斯及反斯托克斯跃迁过程．计算了有关跃迁的振子强度、极紫外辐射过程及其竞争过程的受激拉曼散射增益系数和阈值．结果表明，其中６４．３ｎｍ极紫外相干辐射的产生过程与其竞争过程相比，具有最大的增益及最小的阈值；但到能级Ｋ［３ｐ５４ｓ２２Ｐ１／２，３／２］的反斯托克斯跃迁及到能级Ｋ［３ｐ５３ｄ（３Ｐ）４ｓ２２Ｐ１／２，３／２］的斯托克斯跃迁将对其中５９．８ｎｍ极紫外相干辐射的产生构成严重竞争．     

远红外自由电子激光太赫兹光源研究

基于射频电子直线加速器的可调谐相干太赫兹(THZ)光源实现了出光，该光源为远红外自由电子激光，具有辐射波长可设计并可以实现大范围调谐特性．利用光栅谱仪测量了受激辐射谱，中心波长为115μm，谱宽约为1％．     

双光束相干控制产生多次谐波的实验验证

利用两束相干度可改变的飞秒脉冲光对产生的五次谐波的强度特性进行了研究，发现谐波信号的强度随相干程度的增大而增加，谐波信号的最大值相对于相干零点(双光束相干度最大处)是非对称的，从而证明了合成的激光脉冲波形变化对谐波信号的影响.同时对谐波的受激放大理论进行了初步的实验探索和展望. 关键词： 五次谐波 波形变化 相干 受激放大     

粒子数转移的几种方法及比较

在理论上介绍了用非相干光和相干的激光脉冲实现二能级或三能级原子或分子能态间转移的各种方法,包括光泵浦,受激辐射泵浦,共振相干激发,受激拉曼绝热过程(STIRAP),并在转移的效率和转移速度等方面进行了比较,指出适当运用相干脉冲序列转移粒子数要优于非相干脉冲,特别是受激拉曼绝热过程(STIRAP),可以实现粒子数的完全快速转移.     

激光的应用

“激光”是光受激辐射放大的简称,它通过辐射的受激发射而实现光放大.1　激光的产生高温物体能够发光,因为处于激发状态的原子是不稳定的,经过很短时间,通常是10-8s就自发地辐射光子,跃迁到低能级上去,这种辐射叫做自发辐射,在自发辐射中,各个原子发出的光子是向四面八方辐射的     

渡越辐射自由电子激光中自发辐射与受激辐射的关系

Madey定理是关于自发辐射与受激辐射之间关系的一个定理,它是自由电子激光中的一个基本定理。本文对渡越辐射自由电子激光器研究了这个问题,结果表明,Madey定理的第一部分在渡越辐射自由电子激光中也存在对应的形式,但远为复杂;定理的第二部分形式不变。最后用所得结果进行了小信号增益的简化计算。 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：     

合肥储存环相干谐波自由电子激光研究方法的改进

根据简单的计算模型,导出辐射能量谱形状因子和相干谐波辐射表达式,用此表达式讨论了不对称光学速调管的相干谐波辐射;对于合肥储存环相干谐波自由电子激光,提出了一个不对称光学速调管相干谐波辐射的研究方案,并且作了详细的计算,结果表明在较高的电子束能量下,调整光学速调管和外激光参数,使辐射段波荡器的辐射基波与外激光的二次谐波共振,进行相干谐波产生实验,能获得109量级相干加强因子。     

He／K系统两步激励产生极紫外相干辐射机制中的斯托克斯及反斯托克…

讨论了Ｈｅ／Ｋ混合蒸汽中两步激励产生极紫外（ＸＵＶ）相干辐射机制中存在的斯托克斯及反斯托克斯跃迁过程，计算了有关跃迁的振子强度、极紫外辐射过程及其竞争过程的受激拉曼散射增益系数和阈值，结果表明，其中６４．３ｎｍ极紫外相干辐射的产生过程与其竞争过程相比，具有最大的增益及最小的阈值；但到能级Ｋ［３ｐ＾５４ｓ＾２ ＾２Ｐ１／２，３／２］的反斯托克斯跃迁及到能级Ｋ［３ｐ＾５３ｄ（＾３Ｐ）４ｓ＾２ ＾２Ｐ１