同步辐射与自由电子激光

在1998年专用光期间，同步辐射室十一个实验站为国内260多个用户提供了实验机时，各实验站的设备得到了进一步的完善。同步辐射装置八五改进项目顺利完成。     

五、同步辐射与自由电子激光

同步辐射装置是一个用户装置，为来自全国的用户提供同步辐射实验机时是本室最主要的任务。2003年的运行工作比较特殊，共完成2次同步辐射专用运行。     

自由电子辐射与北京自由电子激光

首先讨论了一些典型带电粒子的辐射机制及其应用，引入多个电子产生相干辐的条件，说明了它的重要意义，在扭磁体辐射基础上发展的自由电子激光，是物理与技术多年相互促进的结果。它具有波带覆盖广阔，波长连续可调，有高峰值功率和高平均功率的潜力，束流品质优异，并要产生大功率，短脉冲，因而具有一系列重要的应用的可能性。     

自由电子激光的可能应用

本文简要介绍了自由电子激光和８０年代刚刚兴起的自由电子激光的应用，展望了它令人振奋的应用前景，并讨论了它在应用研究方面的深远意义．     

自由电子激光的能量转换

根据Ｗｅｉｚｓａｃｋｅｒ－Ｗｉｌｌｉａｍｓ近似，把自由电子激光模拟成相对论性电子与赝光子的碰撞，而光子被散射．按照这个物理模型，研究了电子与光子的能量交换，得到了散射光子能量与碰撞前光子能量之间的关系：ε_p=4γ²ε_p⁽⁰⁾散射光子能量的放大是以电子消耗能量为代价的分析。计算了能量交换的规模，并得出自由电子激光中能量转换效率最大为５０％. 关键词：     

曙光一号自由电子激光实验

叙述了曙光一号装置（ＳＧ－１ＦＥＬ）继１９９１年首轮实验后安排的第二轮实验，由于注入器设计和新的天鹅绒阴极材料的使用，使电子束亮度有较大提高，在数值模拟基础上，省去了长９ｍ的束流调制区，而改用２ｍ束流传输段。实验表明，自发辐射放大（ＡＳＥ）的输出功率接近１００ｋＷ，指数增益系数约２０ｄＢ／ｍ，在相互作用区自由电子激光功率呈良好的指数增长；磁场失谐曲线与数值模拟基本一致，摇摆器内通过的电流基本保持在６００Ａ左右，从而验证了双向聚焦的摇摆器设计达到了预期目标。     

利用Compton散射对自由电子激光器的研究

通过坐标变换的方法，利用康普顿散射对自由电子激光器(FEL)的自发辐射进行了研究，精确地推导了FEL的自发辐射的波长公式，其近似式就是经典散射理论推导的自发辐射波长公式；对自发辐射的辐射功率也进行了近似推导，结果与经典散射理论公式一致。     

自由电子激光及其新近发展

本文指出，７０年代中期出现的自由电子激光是一种完全新型的相干光源．它的一些特点是其他相干光源不可比拟的．正是由于这些特点，人们从微波到软ｘ射线的广阔谱区内已经开始和正在设计它的应用．本文在简述了自由电子激光的原理之后，着重介绍了自由电子激光发展中的新思想，正是这些和以后出现的新的思想，使它日趋成熟、完善和富有生命力．     

自由电子激光的预群聚

研究了自由电子激光预群聚产生的辐射,表明预群聚不仅可以提高效率而且使低增益得到增强,从而在理论上解释了由射频直线加速器驱动的自由电子激光预群聚器(prebuncher)的作用。同时还指出,预群聚有在不增加电子束能量情况下缩短激光波长和降低对电子束质量要求等作用。     

新型Wiggler谐波自由电子激光

用单粒子方法推导出了Pinhas提出的一种新型摆动器的谐波自由电子激光的小信号增益．结果表明，它与普通平面摆动器自由电子激光的小信号增益有非常相似的形式 关键词：     

Echo-enabled谐波放大自由电子激光参数

通过数值模拟,结合解析计算分析,研究了Echo-enabled谐波放大自由电子激光对装置参数和主要束流参数变化的独立敏感性,给出了谐波聚束因子和饱和功率随参数变化的数值模拟结果;对色散段由相干同步辐射效应引起的能散和发射度增长进行了估算和数值模拟。结果表明：相干同步辐射效应引起的切片能散和切片发射度增长在5%以内,对最后辐射影响不大。     

自由电子激光的计算机模拟

本文使用1(2/2)维电磁相对论粒子程序对自由电子激光进行计算机模拟。在线性段,计算机模拟与用解析理论计算的增长率符合很好。与没有轴向引导磁场的自由电子激光相比,加一弱轴向引导磁场时,Wiggler场的强度可降得较低。加一强轴向引导磁场时,波能量达到饱和水平所需时间较短。     

射频自由电子激光的科学应用

综述了近年来射频自由电子激光器上已经做的和可能做的科学实验。针对10.6μm射频型北京自由电子激光器(BFEL)的特点,提出科学应用研究的方向,以及把实验型高功率BFEL发展为应用型所要做的改进。     

喇曼自由电子激光振荡器

本文报道喇曼自由电子激光振荡器的研究结果。脉冲加速器电子束能量０．４ＭｅＶ，束流８００Ａ。采用满足布喇格条件的分布反馈谐振腔，取代传统的激光器反射镜。理论上进行了分析和设计，采用正弦形波结构选择振荡模式。喇曼自由电子激光振荡器实验表明，输出光谱显著变窄。频率分布半高宽度，超辐射下范围为７．５ｍｍ～９．２ｍｍ，分布腔下范围为８．６ｍｍ～８．９ｍｍ。     

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：