同轴波导FEL放大器的非线性分析

以同轴波导、同轴混合磁铁摇摆器为模型,导出了自洽的注波三维非线性方程组,在考虑了电子初始速度零散效应、空间电荷波效应的影响及电子注在互作用区入口处的绝热压缩过程的基础上,编制了相应的计算软件。同时,通过数值分析的方法研究了自由电子激光器的饱和效率、频带宽度等高频特性和变参数摇摆器结构对延缓饱和、提高效率的作用。     

无波蕩器自由电子激光非线性分析

本文对低导引场无波荡器自由电子激光进行了非线性数值计算分析。结果表明,这种自由电子激光工作在毫米波段时,电子束在纵向及横向均有净动能交给信号波,具有很高的互作用效率(32％);而且,腔体长度较短,腔体直径较大,易于加工制作。     

改型Wiggler自由电子激光谐波产生的非线性理论

建立了改型Ｗｉｇｇｌｅｒ自由电子激光的非线性理论。导出了自洽非线性方程组。用计算机模拟了在改型Ｗｉｇｇｌｅｒ磁场中，电子与光场互作用从线性调制到非线性饱和的演化过程，得到了电子的相空间群聚图、高次谐波的增益、抽取效率和电子束的分布函数。同时还研究了电子束的能散度对高次谐波的增益和效率的影响等。模拟结果证实，改型ｗｉｇｇｌｅｒ自由电子激光是实现短波长相干光辐射的重要途径之一。     

自由电子激光放大实验的准光腔毫米波信号注入器

本文提出了一种用旋转柱形三反射镜准光腔作为自由电子激光放大实验系统的毫米波信号能量注入器主体的注入装置。理论和实验研究表明,该注入器具有模式单一、注入效率高(49.3％)、单向传输性好(定向传输)和有良好的单色性等一系列显著的优点。     

谢家麟:为高能物理“加速”

正他曾成功研制世界上第一台以高能量电子束治疗肿瘤的医用加速器、中国第一台高能电子直线加速器、中国第一台对撞机——北京正负电子对撞机、亚洲第一台实现饱和振荡的自由电子激光装置,以及新型电子直线加速器等多项站在     

EM-FEL边带不稳定性的单粒子理论分析

利用单粒子理论分析了主频电磁波为常振幅缓变相移的电磁波泵自由电子激光(EM-FEL)的边带不稳定性,导出了色散方程,进行了详细地分析与讨论,并求出在几种特殊情况下的不稳定性区域与最大线性增长率,由此得出一些重要的结论。     

带引导场圆极化自由电子激光器的电子稳态轨迹

本文用扰动方法,逐级求解了带导引场圆极化自由电子激光器的电子非线性稳态运动方程。计算表明,在一级近似下,文中给出的电子稳态轨迹包含了文献[1]的结果,并且具有比[1]的结果更合理的物理意义。     

同轴波导自由电子激光放大器的粒子模拟

采用PIC模拟方法对同轴混合铁磁摇摆器自由电子激光器进行了研究,分析了等离子体填充对其性能的影响。粒子模拟结果表明,这种同轴摇摆器结构FEL在工作电压较低(205 kV)的情况下仍可以得到较好的放大输出,效率达到27.3%,饱和功率达到兆瓦级;等离子体填充对器件的性能有一定的影响,改善了束流传输特性。     

电磁波泵自由电子激光的线性增益

假定电子具有螺旋轨道的条件,来用简单的迅级近似的方法。求解了电子的运动方程和能量方程,导出了电磁波泵自由电子激光的线性增益。呈现出电磁波泵自由电子激光所特有的性质,即工作在不同稳定轨道上具有不同的线性增益,且第一类稳定轨道的线性增益大于第二类稳定轨道的线性增益。     

自由电子激光的空间电荷波理论——具有纵向场分量的情况

在作者前文的基础上,进一步研究自由电子激光的空间电荷波理论,着重研究具有纵向场分量的情况。文中得出了一系列重要的结论,进一步揭示出自由电子激光中电子与波互作用物理机制的本质。文中还提出了相对论去群聚的新概念,并进行了详细的讨论。