欧洲自由电子激光研究进展

介绍了欧洲从事自由电子激光研究的几个重要实验室的概况和研究进展.简要分析了近期欧洲在发展短波长、高输出功率、高效率自由电子激光方面的相关计划和发展情况.     

大阪自由电子微光研究所的自由电子激光研究

大阪自由电子激光研究所由日本关键技术中心计划建议，计划结束后，由几个组织机构在此联合工作，该所的自由电子激光器有0.27-50μm以上宽阔的可调谐波长区，正用于各种研究领域。该装置除作了用户装置基本应用外，还努力向短波长扩展，提出了带微型摇摆器和种子源X射线的自放大自发辐射自由电子激光器方案，并在这方面进行研究，微型摇摆器的基础开发接近完成，种子源X射线将采用光产生的等离子体X射线，本文给出该所目前的研究状况。     

大阪自由电子激光研究所的自由电子激光研究

大阪自由电子激光研究所由日本关键技术中心计划建立，计划结束后，由几个组织机构在此联合工作。该所的自由电子激光器有0.27-50靘以上宽阔的可调谐波长区，正用于各种研究领域。该装置除作为用户装置基本应用外，还努力向短波长扩展。提出了带微型摇摆器和种子源X射线的自放大自发辐射自由电子激光器方案，并在这方面进行研究。微型摇摆器的基础开发接近完成。种子源X射线将采用激光产生的等离子体X射线。本文给出该所目前的研究状况。     

自由电子激光新进展

本文介绍自由电子激光器新的进展、动向和应用。同时介绍近几年作者的研究进展。     

同步辐射与自由电子激光

同步辐射（SynchrotronRadiation）有着覆盖极宽的连续谱，自由电子激光（FreeElectronLaser）是波长连续可调的相干光。但两者都是相对论性电子束的电磁辐射，有不少共同之处，甚至有结合的趋势。这里对两者的发展、装置、特性及其应用作一扼要介绍。     

真空紫外和X射线自由电子激光器

直线加速器的最新进展，激光驱动低发射度电子枪的新发展和超高精度长摆动器的可行性，开创了以自放大自发辐射（SASE）为基础建立单程自由电子激光器（FEL）的可能性。这种自由电子激光器有可能在真空紫外和X射线区提供极强，偏振、超短脉冲的辐射。除了它们的高峰值亮度和平均亮度，光子能量的可调谐性和辐射的横向相干性都将使这种自由电子激光器成为无可匹敌的光源。关于真空紫外和X射线自由电子激光器世界范围的几项课题已经启动。汉堡德国电子同步加速器（DESY）的真空紫外自由电子激光器（VUV-FEL）上，首次在真空紫外区观察到激光发射。讨论了以自放大自发辐射为基础的自由电子激光器工作原理及元件；提出了克服统计起伏和增加纵向相干性的方案，给出了与这种自由电子激光有关的基础研究和应用研究例子。     

自由电子激光应用研究现状和展望

综述了自由电子激光在日本的应用情况。自由电子激光的应用是与量子阱,器件工艺,材料处理,等离子体分离等等联系在一起的。在展望中,描述了自由电子激光将来在高梯度加速器,能量运输和分子蜕变等方面的应用。     

短波长自由电子激光的分析与研究

本文根据自由电子激光的基本理论分析了各种可能获得短波长自由电子激光的利与弊，在此基础上，提出了新型波动器，分析了该波动器获得短波长自由电子激光的可能性。最后，文章指出了短波长自由电子激光尚待解决的一些困难。     

自由电子激光放大器为真空紫外及X射线研究带来新的科学机遇

自由电子激光将成为第四代辐射源的基础，这一事实已在同步辐射学术界成成共识。通过相干辐射产生自由电子激光所能提供的峰值功率将比第三代储存环装置亢１２个数量级，其工作波长范围可以扩展到远远超出固体激光技术所能达到的极限。自由电子激光有可能产生脉仅几个飞秒的超短脉冲，单脉冲能量达到毫焦耳量级。由于存在上述优点，皮长自由电子激光在化学、表面和固体物理、生物和材料等领域实验研究中的应用已经引起广泛的兴趣。本     

用自由电子激光产生高次谐波

布鲁克海文国家实验室与阿贡国家实验室已演示一种高增益谐波产生自由电子激光器 ,他们希望它能导致发展出硬 X射线激光。其原理论证实验已有叙述 ,在布鲁克海文用一 0 .5MW CO2 激光的 2 0 0 ps1 .0 6 μm脉冲作种籽脉冲。种籽脉冲在一次波荡器与 4 0 Me V电子束相互作用 ,产生能量调制。色散磁铁将此能量调制转化为相干空间密度调制 ,在第二波荡器产生 5.3μm相干光。研究者计划用 Ti∶宝石激光器的 2 6 6nm的三次谐波作种籽 ,输入该装置 ,产生真空紫外光。进一步的实验可使用更多的增益级 ,使输出提高至 X射线区。用自由电子激光产生…     

软X射线自由电子激光单色器优化方法

软X射线自由电子激光(FEL)光栅单色器的设计是个多目标优化任务,涉及到能量分辨能力、脉冲展宽、光斑投影大小、物距、像距、光栅线密度、光栅变线距等众多参数,优化起来十分复杂。本文提出了光栅单色器的统一优化方法模型,该模型把多目标优化任务转化为单目标(光栅焦点常数C_ff)优化任务。基于该模型,本文对比了三种软X射线FEL光栅单色器设计方案,并直观地对单色器能量分辨能力、脉冲展宽和光斑在光栅上投影大小进行评估。此外对这三种光栅单色器的设计方案进行了详细的计算,并绘制出了“C_ff-波长-优化参数”三元图。通过“C_ff-波长-优化参数”三元图,能够清晰地得到光栅单色器的能量分辨能力、脉冲展宽和光斑投影大小随着C_ff变化而变化的趋势。本项工作为光栅单色器的设计和优化提供指导作用。     

新型Wiggler自由电子激光中的Madey定理

用单粒子方法推导出了Ｓｈｌｏｍｏ Ｐｉｎｈａｓ提出的一种新型摆动器－磁场与Ｚ轴无关的摆动器自由电子激光中的Ｍａｄｅｙ定理。结果表明：在这种摆动器自由电子激光中，Ｍａｄｅｙ定理第一部分形式不变；第二部分相差一个因子Ｍ０，它说明新型摆动器自由电子激光比普通摆动器自由电子激光有更高的能量转换效率。     

日本建造新的X射线自由电子激光器

一个以日本理化学研究所为主要依托的研究组，日前在兵库县的播磨科学公园成功试制出第四代同步辐射光源——X射线自由电子激光器的小型样机。该样机全长60m。而实际要建的X射线自由电子激光器总长为800m，计划在2006年开始建造，预计10年内完成，总投资375亿日元。日本媒体评论说，这台激光器建成后将和日本性能领先的“Spring-8”光源并列，成为日本探索微观世界的“科学之眼”。     

均匀轴向磁场自由电子激光的量子理论

本文在文献［１］的基础上，进一步给出了均匀轴向磁场自由电子激光器的量子力学增益。     

1994年底长波自由电子激光

简短总结了长波自由电子激光的现状及其未来最重要的发展方向，为讨论方便，长波是指波长长于０．５ｍｍ。长短波间的区发并非完全随意。它们具有不同的物理过程。例如，长波中主要彩和强流电子束，因而空间电荷效应变得很重要。诚然，其主要相互作用机制通常是相干拉曼散射，而不是相干康普顿散射。另外，波长较长时，由漂移管及腔中电子束的 效应及有限横向尺寸导致的色散效应将变得重要。长波自由电子激光研究的最终目标是建立总     

自由电子激光中相对论性电子束的电荷波和电流波

本文根据电子的运动方程和泊松方程描述相对论性电子束。在电子束无微扰时，空间电荷最低消的，因而可使方程线性化。线性化了的方程有指数函数波形式ｅｘｐ的解，由此得出了电子束电子电荷波和电子电流波。