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1.
自由电子激光的小型化和实现激光短波长一直是自由电子激光领域的研究热点,而短周期、强场摇摆器是解决此问题的行之有效的途径。文章分析了利用等离子体尾波场作为自由电子激光摇摆器的机制,推得自由电子的自发辐射谱,利用麦迪定在线阵列理论求得电子的受激辐射公式,得到小信号增益。 相似文献
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为了研究有限长激光脉冲在部分离化等离子体中的传播特性,采用变分法推导出有限长激光脉冲在部分离化等离子体中的参量演化方程,分析了尾波场、相对论自聚焦和部分离化非线性极化强度的影响因素;通过分析焦斑半径和脉冲宽度满足的耦合方程,讨论了横向和纵向尾波场影响下的激光脉冲传播特性。结果表明,由于焦斑半径和脉冲宽度的耦合,激光脉冲在部分离化等离子体中传播必须满足一定条件;在部分离化等离子体中,考虑激光传播时脉冲宽度的变化是有必要的;对给定强度的激光脉冲,等离子体密度不变时,随着电离程度增大,尾波场会进一步增强激光脉冲的自聚焦,其中纵向尾波场比横向尾波场对激光脉冲的自聚焦作用更明显。这一结果对有限长激光脉冲电离诱导自注入及尾波场加速电子的方案具有理论指导意义。 相似文献
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基于静电摇摆器中电势场的一种典型二维模型 ,在小振幅振动情况下讨论了相对论电子束在其中的运动规律 ,计算得到了该类型自由电子激光的自发辐射谱。上述结果与平面磁摇摆器有类似的形式 相似文献
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在非线性一维“准静态”冷等离子体模型下,推出了尾波场对激光进行频率和波数变换的理论计算公式,分析了尾波场对频率变换的影响机制,讨论了各种参量的影响程度,结果显示:(1)只要有等离子体尾波场存在,等离子体中的激光频率和波数必然要减少,其最大减幅所处的位置比尾波场幅值的位置约为靠后,且与激光强度有关;(2 )激光强度越强,激光频率和波数减少量越大,但不成线性变化关系。 相似文献
5.
提出了利用多层膜作自由电子激光器的摇摆器,利用虚光子和康普顿散射讨论了运动电子在多层膜摇摆器中的自发辐射。(Fe/Cr)N等铁磁-非磁层状材料的铁磁层之间存在反铁磁耦合,因此可以利用磁性多层膜制作自由电子激光器的摇摆器。考虑到静磁场的空间周期只有7.8nm,要精确计算电子在多层膜摇摆器中运动的自发辐射的波长和辐射功率就必须考虑电子的反冲。给出了运动电子在多层膜摇摆器中的自发辐射波长和辐射功率的精确计算表达式。结果发现,自发辐射波长和辐射功率表达式中都含有康普顿波长。 相似文献
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由激光在等离子体中激发的尾波场产生的超强太赫兹电磁辐射 总被引:1,自引:1,他引:0
在不均匀等离子体中产生的激光尾波场在一定条件下可以通过线性模式转换产生电磁辐射。由于激光尾波场可以达到的电场振幅达100Gv/m,其振动频率在太赫兹(1012Hz)附近,用这种方法可以产生超强GV/m的太赫兹辐射。它既可以作为一种辐射源,也可以在新型等离子体波加速器中用以诊断等离子体波的振幅。 相似文献
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受益于超短超强激光技术的持续迅猛发展,飞秒强激光为人类提供了全新的实验手段与极端的物理条件,使激光物质相互作用进入到一个极端非线性的强场超快新范畴,催生了大量新原理、新现象,推动了技术变革。飞秒强激光驱动的等离子体尾波场加速原理是一种具有超高加速梯度的粒子加速新原理,该技术的加速梯度可达100 GV/m,相比于传统射频加速器提高了3个数量级以上,可在厘米量级的加速长度内获得GeV量级的高品质高能电子束,极大地降低了加速器的成本,为发展新一代粒子加速技术和新型超快辐射源提供了新机遇和新途径。从飞秒强激光驱动等离子体尾波场中的电子注入、能量啁啾控制和高品质电子束产生以及基于高品质电子束的betatron X射线辐射、高能伽马射线和小型化自由电子激光这几个方面介绍了激光等离子体尾波场电子加速的若干主要研究进展,并对未来进行了展望。 相似文献
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为了研究在激光驱动的尾场中被加速正电子的动能,采用数值模拟方法,得到了在对称高斯脉冲和非对称高斯脉冲驱动的尾波场中被加速的正电子的能埴.结果表明,非对称高斯脉冲驱动尾场中的正电子的能量比对称高斯脉冲驱动尾场中的正电子的能最高. 相似文献
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为了研究在激光驱动的等离子体尾场中被加速电子的动力学,采用数值模拟方法得到了非对称脉冲驱动的尾波场中被加速的电子的运动相图、密度分布及势能。结果表明,非对称激光脉冲驱动尾场中电子得到很高的能量。在非对称激光脉冲驱动的激光尾场中,为了有效地加速电子,要选择恰当的上升激光脉冲长度和下降激光脉冲长度。 相似文献
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Results are presented of a study of the dipole electromagnetic fields in a detuned accelerating section which are excited by a pointlike bunch. The field-matching technique is used for the field calculations. The transverse coupling impedance, the kick factors, and the point wake function are found 相似文献
12.
Analysis and measurements of the permanent magnet `bifilar' helical wiggler, composed of a cylindrical array of staggered bar magnets are presented. The discreteness of the magnets is taken into account, thus enabling a calculation of the field strengths of the fundamental and higher spatial harmonics. Calculations show that the performance of this wiggler is expected to be comparable or to better than that of a planar wiggler similar parameters. In addition, samarium-cobalt-iron hybrids in which soft iron tubes were used to enhance and/or taper the wiggler field amplitude were studied experimentally and analytically 相似文献
13.
Huang Y.C. Wang H.C. Pantell R.H. Feinstein J. Lewellen J.W. 《Quantum Electronics, IEEE Journal of》1994,30(5):1289-1294
A staggered-array wiggler for a far-infrared free-electron laser (FEL) has been built at Stanford, and its magnetic properties have been tested. This type of wiggler has several desirable features: high wiggler field at short wiggler periods, wavelength tuning by a solenoid current, electron beam confinement by a solenoid field, and looser machining tolerances. A 10.8-kilogauss peak wiggler field has been measured at a 7.0-kilogauss solenoid field for a 1.0-cm wiggler period and a 2.0-mm gap. The small-signal gain has been calculated analytically and by computer simulation for a 0.5-m long wiggler. For an 8-A, 9-ps current pulse and a 3.3-MeV electron beam, 5-dB gain is predicted. Twenty- to thirty-percent wavelength tuning can be achieved by adjusting the solenoid field and still maintain reasonable small-signal gain. The pulsed-wire technique was employed to test the field uniformity of this novel wiggler, and the measured field variation was about 1% 相似文献
14.
Ho A.N. Pantell R.H. Feinstein J. Huang Y.C. 《Quantum Electronics, IEEE Journal of》1991,27(12):2650-2655
A novel wiggler design for use in free-electron lasers (FELs) is proposed, consisting of a staggered array of magnetic poles situated inside the bore of a solenoid. The resultant field pattern consists of a periodic transverse magnetic field on axis, as well as a longitudinal guide field. Such a wiggler has several advantages: the longitudinal field acts to confine the electrons near the FEL axis, high fields can be attained at short wiggler periods, the field strength is easily varied, and fabrication and testing of the wiggler are relatively easy. It is planned to use this wiggler design in a far infrared FEL to be built at Stanford University 相似文献
15.
K. V. Galaydych P. I. Markov G. V. Sotnikov 《Journal of Communications Technology and Electronics》2009,54(10):1194-1200
Theoretical research and numerical simulation of the wake-field excitation in a dielectric resonator by a regular sequence
of relativistic electron bunches is carried out. A nonlinear system of equations for the multimode excitation of the wake
field in the dielectric resonator is derived. The numerical simulation is carried out, and the dependences of the maximum
amplitude of the longitudinal electric field on the bunch length and charge are investigated and physically interpreted. 相似文献
16.
等离子体波摆动器中电子运动的混沌特性 总被引:1,自引:0,他引:1
本文用Poincare截面及Lyapunov指数两种方法,研究了新型的等离子体波摆动器中电子运动的混沌特性,结果表明,当摆动器强度增大时电子从规则运动向混沌状态发展,这是提高自由电子激光输出功率时必须解决的一个重大课题。 相似文献
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Yong Xu Huabei Jiang Qingxiang Liu 《Journal of Infrared, Millimeter and Terahertz Waves》2000,21(10):1569-1577
In this paper a novel coaxial wiggler, the hybrid coaxial wiggler, is proposed. The analytical formula for magnetic field of the wiggler is derived, and the beam propagation properties are investigated numerically. The results show that the hybrid coaxial wiggler is scalable to small periods with high field amplitude, high beam current acceptance, and excellent transverse focusing properties. 相似文献
18.
静电自由电子激光使用静电摆动场代替静磁摆动场产生相干受激辐射。本文提出了一种静电自由电子激光摆动器。这种摆动器可以产生周期从3cm到5mm,辐值比较大的圆极化摆动场,有利于自由电子激光的进一步研究。 相似文献
19.
本文分析了相对论性电子在环型摆动器磁场,轴向磁场和由非中性电子束产生的平衡自电场和自磁场中的运动。通过数值计算画出Poincare截面映射图,表明当自场足够强时,这种运动变成混沌的。虽然现实的环型摆动器场和自场一样使电子运动方程成为不可积的,但自场使运动产生混沌的作用要比摆动器场强。轴向磁场有抑制混沌发生的作用。 相似文献