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。     

自由电子激光的新进展

1 向X射线激光器迈进2000年2月在汉堡市DESY实验室超导TESLA试验装置（TTF）工作的国际研究小组创造了自由电子激光最短波长记录。从9个国家38个院所来的140名学者取得的成就是获得波长109nm的远紫外辐射振荡。以前使用同类自放大自发辐射自由电子激光器（SASE FEL)取得的最佳结果是波长530nm。后来经过数个星期的艰辛工作，又将波长降低至80nm（图1）[1]。为了取得这项成果，研究组运用了TTF的超导直线加速器的电子束。为了能在～６nm软X射线区工作，目前正对该装置做进一步的完善，可望于2003年准备就绪。该装置的建成为实现主…     

自由电子激光振荡器在190nm运转

自由电子激光器（FEL））可以采用两种不同的腔模式:一种是自放大的自发发射（SASE）,没有腔镜,只有一个通道直接通过;另一种是传统的激光振荡器,含有腔镜。自由电子激光振荡可以提供高度的空间和时间相干性,而不象SASE。但是SASE模式的自由电子激光器发射短波长较为容易,这类激光器的输出可达到100nm.现在,一群科学家们将高质量的FEL振荡器推进到了190nm,他们来自:意     

光源性能的进展

越来越多的第三代光源进入运行。它们全部成功地达到预期的性能。其中有些，象法国的欧洲同步辐射装置（ESRF），达到的亮度比其初始目标提高了两个数量级。现有的机器运行经验表明存在某些缺点，在它们的设计中可以综合可能的修正，得到新方案。这些修正包括：以更高的亮度在衍射极限运行，更高的位置稳定性，用更大的动量可接收度与低色散性组合提高杜歇克（Touschek）寿命，以及反馈横向耦合群聚阻抗壁的不稳定性，有效地控制纵向耦合群聚的不稳定性，在单个群聚中获得更高电流，在环中选择位置以本地损失得到更好信噪比，并避免在束线方向发射高能轫致光子，永久注入的可能性，产生聚焦光子束，高质量插入装置等。在最近5年里，直线加速器驱动的自放大自发辐射自由电子激光器（SASE FEL），显示强劲的研究和发展态势。SASE FEL构成真正的第四代光源，结果鼓舞人心。但是，在按计划进行X射线自由电子激光装置之前，仍然还有一段路要走，因此，对用户来说，储存环在相当长一段时间仍是极好的光源。     

无镜自由电子激光器实现"饱和"发射

美国阿贡实验室的一个科研小组在无镜单通自由电子激光器中已达到自放大自发辐射饱和，其波长比从前这种无镜自由电子激光器的记录短1000倍以上。该小组展示了在可见光波长（530 nm)和紫外波长（385 nm)上指数增长和饱和的预言。该室研究人员报导了他们在Stephen Milton和Efim Gluskin领导下。逐步向X射线自由电子激光趋近的过程。同步辐射研究的历史仅有45年，真正的突破也只在屈指可数的几年里。据阿贡先进光源实验室副主任David Moncton说，他们的工作是突破中的一项。与普通激光器不同，该室的无镜自由电子激光器用强流电子加速器和…     

最新超导激光的技术进展

世界上第一台运转的自由电子激光器，斯坦福大学超导自由电子激光器的最新变型,通过电子束两次循环经过直线加速器,使它从电子提取的能量较原来增加一倍左右,取得了另一次突破。     

工作在可见和紫外波段的自由电子激光器

当前,人们非常关心自由电子激光器向短波长发展的问题。Madey论证了用直线加速器可能得到的自由电子激光短波极限为1μm。我们提出利用自由电子激光器的谐波辐射,在直线加速器上,可望得到可见光和紫外波段的短波长激光。实现自由电子激光器谐波输出的关键是建立高K值的Wiggler磁场。我们从理论上分析了自由电子激光器辐射谱和增益的非线     

自由电子激光器输出超过1000W

在短波长光的可调谐性和高功率上 ,很少有激光器能与自由电子技术相比。最近的研究又提高了这方面的水平。英国托马斯·杰斐逊加速器研究所报道 ,他们的自由电子激光器 ,已在 3.1 μm达到 1 .7k W输出。此项成果超过其 1 k W的预定目标。下一目标是在红外区的连续波输出 1 0 k W。取得这一成就的原因是其加速器所作的贡献 ,它将能量回收提高到 75%。激光器使不作为光辐射的电子束功率再循环 ,并重新发射 ,以获得相当于 1 0 %的转换效率。自由电子激光器输出超过1000W@叶青     

1994年度的自由电子激光器概况

自从短波长自由电子激光器（ＦＥＬ）在斯坦佛大学首次运转以来过去了十八年，至今已取得许多巨大成就，本文讨论红外、呆见、紫外和Ｘ射线波长区的自由电子激光器的概况。     

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。     

自由电子激光器及其发展

本文阐述了自由电子激光器的基本工作原理及其类别。同时,还对高频直线加速器驱动的自由电子激光器、线性感应加速器驱动的自由电子激光器、储存环自由电子激光器振荡和远红外自由电子激光器进行描述。并详细论述其发展趋势。     

高增益谐波发生器式自由电子激光器

演示了高增益谐波发生器式自由电子激光器，我们采用激光种子源的自由电子激光，经纵向杆干，放大和傅里叶变换限制在种子源激光的谐波输出，种子源二氧化碳激光在波长10.6μm产生饱和，在二次谐波波5．3μm输出放大的自由电子激光，实验证明将这种技术和方法应用到光谱的真空紫外区的理论基础，推广这种方法的最终目的的提供产生非常强的高度相干硬X射线源。     

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。     

用于光束传能的静电加速自由电子激光器

本文提出使用静电加速自由电子激光器来产生高强度、连续、单模激光辐射的方案，如ＳＥ－ＬＥＮＥ工程所设想的那样用于空间高功率光束传能，利用目前静电加速器技术以及首先为圣巴巴拉加州大学自由电子激光器开发的电子枪和电子收集器光束恢复技术，来讨论两种基本自由电子激光器构造。     

软X射线自由电子激光试验装置微波系统

软X射线自由电子激光装置(SXFEL)是中国第一台X射线相干光源,其最短波长可达到2 nm.这台基于1.5 GeV的C波段高梯度电子直线加速器的激光装置分试验装置(SXFEL-TF)和用户装置(SXFEL-UF)两个阶段进行研制,最终形成包含1条种子型自由电子激光束线、1条自放大自发辐射束线以及5个实验站的用户装置.试...     

用小型计算机模拟自由电子激光器

基于带电粒子加速或减速而发射光子的自由电子激光器，为某些领域的研究工具提供了诱人的可行性。但是，由于它们需用直线加速器或回旋电子加速器作为电子加速源，因而使许多试验工作受到限制，目前，仅有少数自由电子激光器在运行。     

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     

311短波长自由电子激光研究

３１１短波长自由电子激光研究祝家清，刘延申，余兰山，冯建辉，王明红（华中师范大学物理系，武汉４３００７０）根据自由电子激光的输出波长规律可知，要缩短输出波长，既可采用高能电子束，也可采用两级自由电子激光器。所有这些方案，其装置复杂，且技术困难。现采用...