自由电子激光器中的Cerenkov辐射

本文分析了相对论电子束经过介质系统摆动器磁场时形成的自由电子激光器中的Cerenkov辐射场.研究了自由电子激光中的Cerenkov辐射的工作条件及物理参量之间关系.     

cherenkov型自由电子激光器增益和效率的研究

研究了Cherenkov型自由电子激光器的增益和效率。结果表明:在选用合适的物理参量和匹配的工作相位条件下,Cherenkov型自由电子激光器比普通自由电子激光器有高得多的增益和效率。     

用磁化电子束提高自由电子激光器的增益

正 自由电子激光器有可能产生从毫米波到可见光范围内的相干辐射,实现简单的电压连续调谐并能获得极高的输出功率。因此越来越引起人们的重视。它的工作机理可概述如下:当相对论电子束与入射的泵浦电磁波相互作用时,在电子束中激起纵向密度波并产生正向及反向的散射电磁波。我们仅考虑反向散射波,因为它经过两次多普勒频     

自由电子激光器输出性能的研究

研究了自由电子激光器的输出功率,指出红外波段的自由电子激光器将较紫外波段器件容易获得高功率输出;讨论了相对论电子束的脉冲宽度和共振腔透过率的选择,获得了超辐射输出的工作条件;讨论了相对论电子束能量发散度Δγ_0/γ_0对激光能量转换效率的影响。     

带有同轴摆动器的拉曼自由电子激光器

1　引言自由电子激光器 ( FEL)是连续可调谐的高功率相干电磁辐射源。这种辐射由相对论电子束通过摆动器磁场产生 ,这种磁场是沿电子束轴线方向 ,具有空间周期的静磁场。电子束通常由均匀的轴向磁场引导 ,对运行在亚毫米波和更长波长上的情况 ,则由波导周围的磁场引导。当以拉曼方式运转时 ,其物理机制可以用在电子束座标中传播着的电磁(抽运 )波 ,从空间电荷波上后向散射的受激拉曼效应来描述。普通自由电子激光器使用螺旋式对称的摇摆器 ,其磁场由双线缠绕的电流产生。最近 Jackson等人提议用同轴摆动器代替螺旋式摆动器 ,这样可带来一…     

自由电子激光辐射和迴旋辐射的比较研究

在自由电子激光器中一般存在两种受激辐射形式:自由电子激光辐射和迴旋辐射。本文从理论上阐明,如果电子束的初始横向速度较大,自由电子激光器的参数选用不当,则迴旋辐射将占优势,特别当电子束能量较低时,产生迴旋辐射的倾向更大。但是迴旋辐射并不具有双重多普勒频率上漂移的特性,由于受轴向磁场强度的限制,在电子束能量较高时,其辐射频率要比自由电子激光辐射频率低得多。因此在自由电子激光器的实验研究中,如何区别这两种辐射,并有效地抑制迴旋辐射,是一个十分重要的课题。     

自由电子激光器的进展

一、进展概况高功率短波长和波长连续可调高功率激光器一直是激光研究的两个主要方向,自由电子受激辐射正是为实现这种目的的一种新途径.原理上,利用自由电子受激辐射可以实现从微波至X射线、γ射线宽波长连续可调的高功率、高效率微波与光激射器.因此,它已引起人们的普通重视.早在1933年,有人根据量子理论提出利用"摆动"或"波动"电子束与电磁波相互作用产生"受激散射"的概念.两个散射区域分别为:(1)康普顿散射:两波互作用(或单个电子互作用);(2)拉曼散射:三波互作用(或集团电子互作用).1951年莫茨(Motz)提出自由电子受激辐射理论.他认为,当电子行经电场或磁场时产生辐射,辐射的频率取决于电子的速率,电子能量从1兆电子伏到1千兆电子伏范围内可产生从微波至硬X射线频谱.他认为,将电子束聚焦,可以使一群电子相干地辐射,相干辐射功率比非相干辐射约高     

利用自由电子产生辐射——理论和实验的进展

以往的激光器是由束缚电子的能级跃迁而产生相干辐射的。近几年发展起来的自由电子激光器，由电子的动能直接转化为相干辐射，是产生相干辐射的新技术，新途径。具有高教率，可调谐及可能获得大功率相干辐射等一系列优点。本文综述近年来这一领域中实验和理论的进展。     

自由电子激光器：未来的亮光源

多年来,光学研究人员的一个目标是在现有其它光源很弱发射的波长上产生相干辐射。自由电子激光器（ＦＥＬ）迅速填补了较普通光源留下的电磁波谱空白。由于自由电子激光器能产生高峰值功率和高平均功率以及波长的可调谐性,它是很诱人的。与普通激光器相比,自由电子激光...     

辐射泵浦的自由电子激光器工作条件

分析研究了利用微波束或者光束泵浦自由电子激光器的工作条件。结果表明,辐射的相干时间是重要参数。只有时间足够长的辐射束,才能做自由电子激光器的 Wiggler。     

自由电子激光器中的非线性过程和能量转换效率

自由电子激光器是依靠由相对论电子束产生的光的受激散射，来进行放大、振荡的一种激光器。实际上，利用电子束受激散射的常用方法是采用直流螺旋磁场作能量抽运。这种只是把电子束入射到螺旋磁场中的自由电子激光器，速度分布的准线性扩散效应大，输出光强度在短时间内达到了饱和。同时，由于能量转换效率有着与螺旋磁场的长度的平方根的依赖关系，所以仅仅依靠装置的大型化，是不能期待它的性能有飞跃的改进的。     

一种新的自由电子激光器

据报道目前在研制一种新的自由电子激光器，该系统不是利用同步辐射，而是用非常单色的高速电子束流以另外方式产生激光。电子的动能；通过与激光束等离子体压缩类似过程有关的非线性力的作用，     

自由电子激光器中相对论电子与wiggler同轴性的要求

讨论了自由电子激光器中,相对论电子束与wiggler的轴线有小夹角时激光增益的变化,并给出了最大容许偏角。     

自由电子在平面电磁波作用下辐射的频谱分析

相对论自由电子束与平面电磁波相互作用,将产生更短波长的相干电磁辐射,这一原理已应用于近年来发展的自由电子激光嚣的研究中。本文采用了适当的运动坐标系,将平面电磁波变换成沿轴向的驻波,简化了计算。求解出自由电子在平面电磁波作用下的运动轨迹,进一步分析了电子与电磁波     

自由电子激光器是激光器吗？

所谓“自由电子激光器”和谐振腔激光器一样都产生光波。用作波发生器（波纹机）翁自由电子激光器是具有可变极性磁场的直线型装置，以致于电子束绘出正弦形的轨迹。这样的电子束能够看成是振动着的偶极子，因此，沿运动方向发射出电磁波，而且它的能量越高，则波长越短。由此可以认为，按爱因新坦相对论，对自由电子而言，电子束方向上磁场周期缩短。     

自由电子激光器的位相条件

基于相对论电子在光场和静态磁场作用下的能量方程和洛仑兹方程,分析了自由电子激光器运转的位相条件。结果表明,入射光波相对于相对论电子束的初位相ψ在第1和第4象限,相对论电子的能量将主要表现为能量减低,初位相ψ在第2和第3象限主要表现为使相对论电子进一步被加速。     

康普顿型自由电子激光器的实验研究

这里介绍我国第一台康普顿型自由电子激光器的实验研究情况。这是一台以30 MeV直线加速器为基础,配置上电子束输运系统、常周期磁摆动器(Undulator)和光学系统构成的器件。辐射输出波长在9～11μm。1986年11月,在这台器件上获得了平均功率1.4W的10μm辐射输出。下面我们介绍一下康普顿型自由电子激光器的实验装置,如     

高亮度电子束及其作用

本文建议用脉冲激光形成的高温等离子体作为高亮度电子束源,估算表明亮度可能比热电子枪高百万倍.这种电子束源也许会对电子显微术和自由电子相干辐射有用.     

OROTRON——一种SMITH-PURCELL效应的毫米波信号发生器

引言Orotron,Ledatron 和衍射式的辐射信号发生器都是利用 Smith-purcell 效应产生毫米波和亚毫米波辐射的电子管器件。我们已经指出,这些器件是一种由 Wachtel 研究的普通类型的 Smith-Purcell 自由电子激光器     

电子束的发散性对自由电子激光器输出性能的影响

研究表明,进入Wiggler场的相对论电子束的发散角增大,将降低自由电子激光器的增益,但小量的发散角可提高激光器的输出功率。最大容许的发散角由激光振荡条件决定。