自由电子激光对微波源稳定性的要求

由自由电子激光物理出发,讨论自由电子激光对射频直线加速器微波功率源稳定性的要求,并据此得出国内目前已在运行的两台自由电子激光装置实现稳定运行微波功率源稳定性需达到的指标。     

8mm磁控管微波源单次工作实验

８ｍｍ波磁控管（国产１１３Ａ型）微波源是为ＳＧ一１ＦＥＬ放大器研究的，ＦＥＬ要求微波源单次状态下工作。而国产８ｍｍ磁控管正处于研制阶段，尚无单次工作的先例。１１３Ａ型微波源输出功率≥２０ｋＷ，脉冲平顶宽度≥０．３５ｕｓ，频率３４３６ＧＨｚ，满足了ＦＥＬ的要求，在８６一１ＦＥＬ实验中运行良好。     

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。     

自由电子激光

说明自由电子激光的产生机理及其应用前景。     

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。     

自由电子激光中平衡态螺旋轨道的稳定性问题

本文用李亚普诺夫的运动稳定性理论成功地解决了具有均匀导向场和理想螺旋磁场自由电子激光中电子平衡态螺旋轨道的稳定性问题。利用李亚普诺夫第一方法,确定了轨道的不稳定区域;利用李亚普诺夫第二方法,严格地证明了高导向场区和低导向场区螺旋轨道的稳定性。 关键词：     

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。     

基于自由电子激光的小型太赫兹源初步设计

介绍了基于自由电子激光的太赫兹源的研究情况, 提出了一种小型自由电子激光太赫兹源设计方案.     

紧凑型自由电子激光THz源上四极磁铁的设计及测量

基于自由电子激光（FEL）的太赫兹源具有高功率、高效率、波谱范围宽且连续可调、波束质量好等显著优点,目前是获得最高输出功率的方法。紧凑型太赫兹源使整体装置小型化,减少了装置成本和占用空间,但依然可以提供高功率、高品质的太赫兹波束,是一种便利可靠的用户装置。由于空间限制,FEL上的磁铁要尽可能地减小其尺寸,并仍能满足束流参数设计要求。本文设计的四极磁铁磁轭孔径与有效长度,其中2块是64 mm100 mm,另外3块是45 mm100 mm。这些四极磁铁的磁场梯度可以达到0.6~1.9 Tm-1。采用Poisson和Oprra-3D软件进行四极磁铁的二维和三维仿真计算,设计优化四极磁铁的结构,并测量了加工完成后的四极磁铁的磁场。     

A Novel Smith-Purcell FEL

A novel Smith-Purcell FEL with a relativistic electron beam of middle energy and a quasi-optical resonator composed of diffraction grating and three mirror reflector is described in this paper. Coherent radiation with peak power of tens of KW at 3 mm waveband is successfully detected from an experimental facility characterized by beam energy of 400-500 KeV, pulse length of 70 ns, pulse beam current of 0.2 KA, and pulse guide magnetic field of up to 1.2 T.     

合肥软X射线波段自由电子激光注入器模拟优化

合肥软X射线波段自由电子激光项目是基于直线加速器的软X射线光源. 其注入器由光阴极微波电子枪与两个直线加速3米段构成. 光阴极微波电子枪产生束团电荷量1nc、峰值流强100A、重复频率10Hz电子束流, 并利用螺线管磁场在其出口处进行发射度补偿, 在经过一段漂移距离后电子束流进入增强直线段加速. 使在低能端由于空间电荷效应产生的横向发射度增长基本被完全补偿. 本文中利用PARMELA对注入器进行了模拟计算, 对发射度的补偿效果进行了优化, 同时对注入器内各元件的布置也进行了优化. 在注入器出口可以得到归一化横向发射度小于1.5mm.mrad的低发射度束流.     

The Turkish accelerator complex IR FEL project

Turkish accelerator complex (TAC) project was approved by State Planning Organization (DPT) of Turkey in 2006. The complex will contain a linac-ring type electron–positron collider as a particle factory and different accelerator based light sources. As a first step to the national center, the construction of an IR FEL facility is planned until 2011. It is also planned that the technical design report for TAC will be completed in 2010. The TAC IR FEL facility will consist of an electron linac in the range of 15–40 MeV energy to obtain FEL in 2–185 microns range. In this study, the preliminary parameters of TAC IR FEL facility were presented. The possible using of the obtained FEL in material science, nonlinear optics, semiconductors, biotechnology, medicine and photochemical processes were discussed.     

用于高平均功率FEL的DC-SC光阴极注入器

 为获得用于高平均功率自由电子激光（FEL）的高平均流强电子束，设计了一种新型的DC-SC光阴极注入器。该注入器由皮尔斯直流引出结构、1+1/2超导腔和同轴功率耦合系统组成，可以提供高品质、CW模式或高占空比的电子束。对DC-SC光阴极注入器进行了优化设计和束流动力学研究。模拟和优化结果表明DC-SC光阴极注入器完全可以用于高平均功率自由电子激光。模型腔实验验证了理论模拟的可靠性。     

自由电子激光各类纵模的统一描述

给出一种研究自由电子激光各类纵模发展过程的新解析方法。建立了统一描述各类模的基本方程。并用这一方法研究了各次谐波的诱导辐射、超辐射和边带超辐射。     

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。     

上海深紫外自由电子激光的非线性谐波辐射研究

 自由电子激光中的非线性谐波辐射能达到较高的谐波功率,可以用来得到短波长辐射或者降低第4代先进光源对电子束团品质的严厉要求。基于3维自由电子激光软件,深入详细地研究了上海深紫外自由电子激光装置的非线性谐波辐射,并且提出了谐波辐射实验和测量建议。研究表明上海深紫外自由电子激光装置3次非线性谐波辐射的功率可以达到基波功率的2%水平。