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高增益短波长自由电子激光的数值研究

高增益自由电子激光被实验证明为目前唯一可以把自由电子激光推向紫外直至X射线的工作方式,在飞秒化学、生物分子结构、纳米科学、原子分子物理学等广泛的研究领域有巨大的应用前景,成为了当前世界上FEL领域的一个发展热点,已经形成了多个总体性方案。但是高增益FEL装置结构庞大,技术难度极高,投资规模往往达到数亿美金。因此在装置建造以前,必须进行详细的理论分析和模拟计算。不同模式的高增益FEL都有特定的优点和缺点,然而没有一种具有压倒性的优势,提出并分析不同的高增益模式,以产生具有相干性好、功率稳定、辐射亮度高等优异品质的X射线自由电子激光,成为当今FEL领域中一个研究前沿。本论文的主要内容是高增益短波长自由电子激光的数值模拟与分析研究。主要工作包含有不同X射线自由电子激光模式的计算与分析、自由电子激光基本理论和数值模拟方法的分析、一维FEL数值计算程序的编写、HGHG半解析计算与参数优化方法的讨论、级联HGHG的参数优化和计算方法的讨论、  (本文共175页) 本文目录 | 阅读全文>>

《物理》1940年10期
物理

我国自由电子激光研究的最新进展

我国自由电子激光研究的最新进展杜祥琬谢家麟(北京应用物理与计算数学研究所,北京100088)(中国科学院高能物理研究所,北京100039)刘盛纲陈佳洱(中国电子科技大学,成都610054)(北京大学,北京100871)惠钟锡(中国工程物理研究院,成都610003)综述了我国一些研究单位的自由电子激光实验和理论研究,介绍并讨论了拉曼型自由电子激光、康普顿型自由电子激光以及电磁波泵浦自由电子激光和切连科夫自由电子激光等研究工作的最新结果。关键词自由电子激光,中国,最新进展,出光成功自由电子激光(FEL)具有可设计、可调谐的特点和高效率、高光束质量的潜力,有着广阔的应用前景,70年代后期以来,它开始在国际上受到重视。但自由电子激光对电子束品质要求高,技术难度大,至今只有少数几个发达国家取得了重要的实验结果。我国科技工作者从80年代开始着手进行FEL的研究。国家863计划重点支持和组织了基本物理问题和关键技术的研究,取得一系列进展[1,...  (本文共4页) 阅读全文>>

权威出处: 《物理》1940年10期
《高技术通讯》1994年03期
高技术通讯

北京自由电子激光装置连获重大突破

北京自由电子激光装置连获重大突破中国科学院高能物理研究所承担的国家高技术项目“北京自由电子激光装置”是我国第一台射频加速器型自由电子激光装置。在谢家麟教授领导下,科研人员利用这一装置,于1993年5月26日成功地观测到红外自由电子激光的振荡讯号。这一成果的取得,使我国在该领域跨入了国际先进行列,成为继美国、西欧个别国家后又一个利用射频直线加速器获得红外自由...  (本文共1页) 阅读全文>>

《中国激光》1994年05期
中国激光

自由电子激光新进展

自由电子激光器是70年代开始发展起来的一种新型强相干辐射源。利用相对论电子束通过横向周期磁场(波荡器)产生电磁辐射。具有高效率、可调谐和高亮度等显著优点。 自由电子激光属于韧致辐射,即是高能带电粒子急剧减速时产生的电磁辐射。有两种运转方式:一种是高电子能量、低电子密度的康普顿散射,产生的相干辐射在可见和红外波段;一种是低电子能量、高电子密度的受激拉曼散射,产生的辐射在毫米和亚毫米波段。除了利用自由电子动能通过周期磁场产生电磁辐射以外,还有利用电子在磁场中做回旋运动产生的电子回旋共振辐射、电子束掠射通过金属光栅表面的史密斯一拍塞尔辐射、利用电子通过介质时的契仑可夫辐射。射频自由电子激光器已从红外到可见光的宽光谱区运转,最短波长为240 nm。在毫米波段,利费莫尔实验室使用渐变波荡器,获得总输出功率1 GW,能量转换效率35%,波长为8 mm的相干辐射。图l列出自由电子激光器(以·表示)、传统激光器和微波管的辐射频谱、相干辐射功率的...  (本文共5页) 阅读全文>>

《强激光与粒子束》1990年04期
强激光与粒子束

美国发展自由电子激光的启示

一、引 言 自由电于激光的发展,如果从70年代末M劝盯和他的合作者建立一个运行在红外波长的装置算起,到现在也有15个年头了。这些年来理论和实验表明,它不仅是波长范围从软X射线到微波区的可调的相干辐射源,而且可以同时运行在短波长、高功率水平。因此它在国防、科学研究和工业方面的应用展示了广阔的前景。文献门对自由电于激光理论和实验的发展历史和近况做了比较全面的评论,本文不再赘述、这篇文章试图通过对美国自由电于激光发展道路的分析,对我国发展自由电子激光谈一点看法。 H、对 L IA—FEL和 RF—FEL的短评 L!A—FEL是放大器型的,它的发展主要在美国利弗莫尔国家实验室(LLNL)和TRW公司。由于直线感应加速器可以产生高能量和高电流的电子束。因此它具有发展短波长和高功率脉冲自由电于激光的可能性。LLNL在ETA上所做的变参数摇摆器的实验结果是鼓舞人心的,激光波长 8.67mm,效率达到了 35%,输出功率达 IGW 12]。但是...  (本文共3页) 阅读全文>>

《物理》1991年06期
物理

自由电子激光的可能应用

一、激光的功绩和困惑 20世纪60年代兴起的最重大的科学技术成就之———激光,它一诞生便深化了人们对于光的认识,并使光学同其它许多学科领域发生了密切联系,从而为光学的发展和光的应用开拓了极其广阔的前景.目前,激光已从实验室走向实际应用的各个方面,许多以往光学技术办不到的事恬,现在能办到了Z 过去能办到的,由于引人激光技术之后,效果和精度大大提高了.例如,用调谐激光研究原子、分子能级的精细程度比传统光学方法提高了成千上万倍;用激光脉冲测量月球到地球的距离,可达到几个厘米的精度2 激光全息方法给工业上的应力分析带来了重大革新泪前,在工业方面已形成高达数十亿美元的与激光有关的产业.总之,激光对自然科学各分支领域及技术科学发展的影响,将不亚于本世纪发现的X射线衍射对晶体学发展曾起到的重大影响.激光的功绩可谓显赫. 但自激光发现后30年的今天,人们对已进人“而立”之年的激光感到越来越不满意了,迫切希望它能有进一步的突破,以适应科学技术飞速...  (本文共5页) 阅读全文>>

权威出处: 《物理》1991年06期