离子通道自由电子激光器中平衡态电子的科尔莫哥洛夫熵

基于拉曼型自由电子激光器,研究了离子通道自由电子激光器中相对论电子运动的稳定性,分析了电子运动的科尔莫哥洛夫熵,以MIT实验数据为例,分别研究了离子密度、绝热压缩场、自身场对电子的运动和电子运动的稳定性的影响。结果表明:绝热压缩场对电子运动有较大影响,但几乎不会影响电子运动的稳定性;离子密度、自身场对电子运动的稳定性有实质性影响。     

宽带啁啾光脉冲在CPA激光系统中的非线性传输

从麦克斯韦-布洛赫(Maxwell-Bloch)方程组出发,推导了描述宽带光脉冲在非线性色散介质中的传输放大方程;并采用傅立叶分步法,对宽带啁啾光脉冲在增益介质—钕玻璃中的传输和放大进行了计算模拟。数值计算结果表明:在小信号增益区间,啁啾脉冲存在明显的光谱红移现象;在增益饱和区,它的脉冲宽度随增益饱和程度的增大而逐渐变小,表明增益饱和效应能有效解决光谱增益窄化效应导致脉冲和光谱窄化的问题。     

缩短自由电子激光放大器饱和长度的研究

缩短自由电子激光器中的束-波互作用饱和长度,能够有效地降低加速器、摇摆器以及整体器件的成本。为探索缩短束-波互作用饱和长度的途径,本文作者采用非线性数值模拟方法,研究自由电子激光放大器中关键参数对束-波互作用饱和长度的影响。以一种红外自由电子激光放大器为例,对摇摆器磁场振幅在3 000 Ga做±10%较大调整,对应的饱和长度5.92 m,仅缩短0.11 m(减少不足2%); 通过对摇摆器周期、电子束能量、激光波长的搭配进行优化,当摇摆器周期为3.8 cm、电子束能量为105 MeV、激光波长为853 nm时达到最优,使饱和长度缩短到4.35 m(减少26.5%)。结果表明:摇摆器振幅对饱和长度的影响不大,但电子束能量、摇摆器周期、激光波长三者之间的恰当匹配至关重要,可明显缩短对应的束-波互作用饱和长度。