一种新的微型摇摆器

研究了一种新的微型摇摆器结构，给出了其场分布的二维解析公式。理研究结果表明：该微型遥摆器的场分布具有很好的正弦特性，在３ｍｍ周期，其峰值磁感应强度可望达到５Ｔ。     

CAEP自由电子激光摇摆器的改进

摇摆器是自由电子激光研究中的重要组成部分，它的性能好坏将直接决定电子束与光场相互作用的效率。理论和实验表明，摇摆器的磁场强度、峰值误差和好场区宽度对束波作用效率有很大影响，据此对摇摆器做出如下修改：周期长度由30mm改为32mm，磁块与磁极宽度的比值由9：6改为11：5；永磁块、磁极的形状和固定方式改变。通过上述改变可以提高摇摆器磁场强度、提高增益，以提高整个摇摆器品质。     

新型高谐波分量摇摆器的研究

分析了提高摇摆器中谐波场分量的方法，提出了一种新型谐波摇摆器Ｕ形谐波摇摆器，并对其参数进行了优化。讨论了在Ｕ形谐波摇摆器中的电子轨迹和自发辐射谱。设计和制作了６个周期的模型以验证理论，并对模型进行了测量。     

新型高谐波分量摇摆器的研究

分析了提高摇摆器中谐波场分量的方法,提出了一种新型谐波摇摆器—U形谐波摇摆器,并对其参数进行了优化。讨论了在U形谐波摇摆器中的电子轨迹和自发辐射谱。设计和制作了6个周期的模型以验证理论,并对模型进行了测量,测量结果基本验证了理论设计。     

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：     

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。     

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。     

用积分方程法设计三维混合型铁磁摇摆器

本文导出了用积分方程法计算三维混合型磁铁磁场强度的方程组，以及磁体计算网络为长方体时的耦合系数，相应地编制了数值计算程序，给出了软件的磁化强度与永磁铁布局关系的数值模拟结果，最后对一种实验型高效微型混合磁铁摇摆器进行了数值计算。     

曙光一号自由电子激光器的理论计算

系统总结曙光一号自由电子激光器理论计算的主要结果:包括曙光一号装置主要参数的选取和理解;磁场失谐曲线的计算;常参数摇摆器和变参数摇摆器的主要结果;高阶波导模的贡献;电子束参数扰动对激光性能的影响;空间电荷效应等。计算结果表明,常参数摇摆器激光输出功率可达80MW,效率约50％;变参数摇摆器激光输出功率可达250MW左右,效率约16％。     

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。     

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。     

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。     

渐变摇摆场拉曼自由电子激光实验

采用渐变摇摆场技术进行了拉曼型自由电子激光实验,获得了最大辐射功率31MW、波长8～10.4mm的微波辐射输出,电子能量转换效率达9.68％。实验表明,对强流低能(0.45MeV)电子束拉曼自由电子激光器,渐变摇摆场比恒定摇摆场的自由电子激光器能量转换效率高2.6倍。     

摇摆场谐波对自由电子激光输出功率的影响

在单粒子理论的基础上,详细考察了摇摆场谐波分量对自由电子激光输出功率(包括基频及其谐波)的影响,给出了完整的模拟方程组,并在摇摆场谐波振幅远小于其基波振幅值的假定下,利用三维WAGFEL程序和毫米波自由电子激光放大器的参数模拟计算了摇摆场谐波对自由电子激光基频输出功率的影响。     

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）。     

六层加侧混合型摇摆器磁场的理论计算与数值模拟

 利用文献[1，2]给出的结果，提供了六层加侧混合型摇摆器中永磁体磁场的计算公式和软铁磁场计算的积分方程式。对周期长度lw =1.6cm，磁极间隙g=0.5cm的情况，计算了单向聚焦和双向聚焦两种不同构形的磁场分布，并得到了g /lw =1/3条件下，峰值磁场Bw超过1特斯拉的设计指标。     

线极化摇摆场中的束流动力学

对线极化摇摆场中,在有引导磁场或四极磁场时的电子轨迹特性、束流包络特性进行了解析分析和数值分析,推得了线极化摇摆场中的梯度漂移解析表达式,借助于Bogoliubov的非线性渐近法和奇异摄动法得到的解析分析结果与数值分析结果很好地吻合。     

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。     

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。