无引导磁场Raman自由电子激光实验的理论分析

本文分析Raman自由电子激光中常用的双绕螺旋线摇摆器的自聚焦过程和自聚焦能力,得出束流稳定传输的条件,并与无引导磁场Raman自由电子激光实验中测得的传输束流进行分析比较。文中还对在电子脉冲线加速器EPA-74上完成的无引导磁场自由电子激光实验的辐射输出进行分析。理论分析与实验结果相符合。 关键词：     

强激光等离子体中的自由电子波函数

借助激光等离子体的光学度规,严格求解了弯曲时空中的狄喇克方程,得到了强激光等离子体中的自由电子波函数。当激光场为零时,该波函数自然地过渡到相对论的自由电子波函数。简单地讨论了该波函数可能的应用。 关键词：     

等离子体波在喇曼自由电子激光中的作用

本文用参量放大器模型,分析了喇曼型自由电子激光中等离子体波的作用。结果表明,在忽略电子束初始横向速度的情况下,慢等离子体波与散射波耦合的必要条件为k_wv₂₀>ω_c,即电子的平衡态运动应处于第一组轨道。文中还求出散射波的色散特性和增益公式,以及散射波与等离子体波的相位匹配关系。 关键词：     

具有等离子体背景的电磁泵浦自由电子激光

用流体理论研究了等离子体背景对电磁泵浦自由电子激光的影响,得到了激光的色散关系式,求出了不稳定性增长率的表达式.结果表明,等离子体背景的存在能够明显提高激光的增长率,从而说明在电磁泵浦自由电子激光器中加入等离子体背景具有现实意义. 关键词：     

强激光等离子体中自由电子的经典行为

通过严格求解广义协变的电子运动方程,讨论了强激光等离子体中自由电子的经典行为.利用数值模拟,得到了自洽激光等离子体电磁场中自由电子运动的轨迹,并与平面波电磁场中自由电子的运动进行了比级. 关键词：     

圆波导契伦柯夫自由电子激光的单粒子理论

用单粒子理论研究了契伦柯夫自由电子激光的基本性质,给出了空心束圆柱衬介质波导契伦柯夫自由电子激光调谐特性,导出了增长率表达式,计算了克服谐振腔损失所需阈值电流和相互作用效率,讨论了束与介质间间隙的影响,并对空心束与实心束进行了比较,最后讨论了电子束品质对契伦柯夫自由电子激光的影响。     

对自由电子激光（FEL）发展的评论

分析了自由电子激光的技术特性，评估了国内外的发展现状、趋势和应用前景，对发展自由电子激光的意义，它的地位、作用和难点进行了评论，对我国自由电子激光今后的发展提出了一些建议。     

曙光一号自由电子激光实验的理论分析

对曙光一号自由电子激光实验方案和结果进行了系统的理论分析和数值计算。首先用实测的束流发射度ε＿Ｎ＝０．３６～０．６３ｒａｄ·ｃｍ论证了电子束可以不经调制而由束流传输段直接进入摇摆器达到有效产生自由电子激光。其次用编制的三维电子束传输程序模拟２ｋＡ强流束从加速器出口到摇摆的器入器传输过程。最后根据实测参数，使用ＣＥＢＱ程序和ＷＡＧＦＥＬ程序，对曙光一号ＡＳＥ实验、功率放大实验和磁场失谐曲线进行的计算表明，曙光一号束流发射度大约在印ε＿Ｎ＝０．６１～０．８ｒａｄ·ｃｍ附近；ε＿Ｎ＝０．８ｒａｄ·ｃｍ时，上述实验与曲线的理论计算基本一致；曙光一号双向聚焦摇摆器设计是成功的；从功放结果分析，磁控管输入摇摆器的ＴＥＯ１模的功率约为５０Ｗ，并对下一轮实验提出了改进意见。     

基于激光等离子体加速的自由电子激光研究新进展

激光等离子体加速器能够在cm尺度内产生GeV量级的高品质电子束,为研制台式化自由电子激光提供驱动源。但是受限于激光等离子体加速中的难点和现有技术发展,电子束的品质难以达到自由电子激光的需求,尤其在稳定性、发散角和能散等方面,阻碍了台式化自由电子激光的研制。介绍了基于激光等离子体加速器的自由电子激光的最新进展,整理了目前高增益自由电子激光实验过程中存在的主要挑战和对应的解决方案与实验进展,并展望未来的发展方向。最近的研究结果证明,通过控制和优化激光等离子体加速器的注入和加速过程产生的高品质电子束可以在指数增益区域实现自发辐射放大,产生高增益的辐射,这也推动基于激光等离子体加速器的自由电子激光研究进入了一个新的阶段。     

圆波导契伦柯夫自由电子激光流体描述

用磁流体理论研究了契伦柯夫自由电子激光的性质,导出了空心束驱动的圆柱对称波导契伦柯夫自由电子激光的色散关系,利用色散关系计算了契伦柯夫不稳定性增长率,给出了饱和功率的估计值,考虑了束与介质间间隙对契伦柯夫自由电子激光的影响,并就空心束与实心束情况进行了比较。     

变参数Smith-Purcell自由电子激光器的效率

 讨论了变参数Smith–Purcell自由电子激光器中电子的一维运动。得到了小信号情况下器件效率的解析式，给出了选取光栅参数的变化依据。在辐射输出波长为1 μm情况下进行了数值模拟计算。结果表明，当光栅参数的变化选取合适时，增加电子与场的相互作用长度，能提高器件的工作效率。     

微型自由电子激光电子运动特性分析

作者曾首次提出以铁电单晶表面势代替摇摆器磁场的自由电子激光新机制.本文从单电子的洛仑兹方程出发,对电子的单摆方程,共振行为进行了研究,获得了第j个表面势共振态的增益公式.单摆方程和文献[1]中从能量方程得到的一致,本文的研究充实了文献[1]的论据。     

自由电子激光同步振荡边带超辐射的数值模拟研究

给出了描述自由电子激光同步振荡边带超辐射的方程组和它的解法,用编制的数值计算程序,对系统进行数值模拟研究,给出边带超辐射的频率和功率的定量结果,并证明在边带辐射中诱导辐射仍是主要的。     

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。     

三维FEL振荡器的数值模拟

在３８６微机上建立了三维ＦＥＬ单模，多模振荡器模拟程序，并用该程序进行了计算。发现：１．对单模，在足够多的振荡次数的条件下（ａ）非理想入射，发射度，能散度对激光饱和功率的影响程度在一定范围内不显著，而且随输出耦合系数的降低而变弱。在输出耦合为２％时，小程度的非理想入射的饱和功率反而超过正入射；（６）非理想入射对饱和情况下的激光品质的影响也不显著，并随输出耦合系数的降低而变弱。２．对多模，在高输出耦合的情况下，边带将受到抑制而不能增长。非理想入射、发射度都会减慢边带的增长。     

非定态FEL在线性区性态的数值模拟

利用于敏教授建立的一堆非定态ＦＥＬ方程进行数值模拟，研究了ＦＥＬ在线性区的脉冲传播、增益发展和滑移区超辐射等性态。数值结果表明，滑移对增益的影响跟电子束纵向分布和滑移长度与脉冲长度之比有关；对同样的滑移参数，滑移对增益相对于定态区增益的强弱由束电流决定。     

自由电子激光对束流品质的要求与改善措施

本文叙述了自由电子激光对电子束发射度、能散度和稳定性的要求，并介绍了采用谐波混频腔、光阴极微波电子枪和超导技术等改善措施中的关键技术问题。     

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％。