自由电子激光器的新进展

本文对自由电子激光器的工作原理、实验装置以及自由电子激光辐射的基本特征等进行了详细介绍，在系统综述自由电子激光器的发展动态的基础上，指出了这一研究领域的发展趋势。     

激光损伤过程中导带电子产生机理

价带电子跃迁至导带形成自由电子,长激光脉冲作用时,自由电子吸收能量并传给晶格,使材料温度升高;短激光脉冲作用时,自由电子发生碰撞离化,使导带中电子数目急剧上升,当材料达到一定温度或自由电子达到临界浓度时便发生损伤.随着激光技术的发展,人们不断的完善导带电子的产生机理,以达到计算值与实验结果相一致;激光脉冲越短,越多的光-电子相互作用机制会影响导带电子的产生,雪崩离化、多光子离化、导带电子衰减及导带电子能量分布等相互耦合,导带自由电子的产生过程非常复杂.文中综述了激光损伤过程中导带电子产生的机理模型,并提出了应用于亚皮秒及飞秒激光脉冲的耦合多速率方程.     

自由电子激光与混沌

对自由电子激光的混沌问題作了评述,讨论了自由电子激光中电子与光场的不稳定性、电子轨道混沌与光场混沌之间的相互影响与关联。指出用混沌理论研究手段对探索自由电子激光的重要意义和途径。     

关于γ射线激光

理论分析表明,目前条件下按自由电子激光原理,用周期弯曲晶体沟道内摆动正电子的诱致辐射形成γ射线激光的途径已是可行的,应不失时机地开展理论和实验研究。     

水导激光加工光源选型与材料蚀除研究

水导激光加工系统中光源的输出参数对其加工能力有极为重要的影响.为进一步拓宽水导激光加工的应用领域,针对光源选型问题,建立了激光与水相互作用的物理模型.利用龙格库塔方法对不同脉宽和波长的激光辐照下水中焦点区域自由电子密度的演变过程进行数值模拟计算,探究了多光子电离、雪崩电离、电子扩散以及电子重组等物理进程对自由电子密度的影响,明确了不同激光参数下水的理论击穿阈值,并进行相应的实验验证.在此基础上选取合适的激光光源进行水导激光刻划304不锈钢的实验.结果表明,合适的激光光源可以在提升激光与水射流耦合效率、降低耦合损耗的同时,抑制加工过程中形成的热缺陷,实现高质量的水导激光加工.      

电磁驻波摆动器自由电子激光的小信号增益

利用 Madey's theorem计算了电磁驻波摆动器的自由电子激光的小信号增益 .结果表明它与普通静磁摆器自由电子激光的增益具有相似表达形式 .     

上海光源：X射线自由电子激光振荡器研究取得重要进展

正近日,上海光源中心自由电子激光团队在X射线自由电子激光振荡器研究方面取得重要进展,理论提出了一种产生涡旋X光的方法。研究表明,仅仅通过增益失谐的调节,X射线自由电子激光振荡器的输出就可以从传统的高斯光变为涡旋光。相关成果以研究快报的形式发表在美国光学学会权威期刊《光学》上(影响因子为11.1),这也是该期刊发表的第一项X射线自由电子激光物理方面的研究工作。     

微型自由电子激光器的Maxwell方程解

本文由Maxwell方程导出了微型自由电子激光的电子辐射能量方程,上述微型自由电子激光器是利用铁电单晶体强大周期性表面势来设计的。 微型廉价自由电子激光器有高增益。     

新型摆动器自由电子激光的小信号增益

利用Ｍａｄｅｙ定量计算了Ｓｈｌｏｍｏ Ｐｉｎｈａｓ提出的一种新型摆动器即磁场与纵向坐标无关的摆动器产生自由电子激光的小信号增益，增益曲线与普通自由电子激光的增益曲线相同。     

Madey定理在几种类型自由电子激光中的推广证明

Madey定理由两部分组成,它们是从静磁泵场自由电子激光分析中得到的。本文针对其它几种常见类型的自由电子激光进行了分析,结果表明,除渡越辐射型外,在其它几种类型中Madey定理第一部分成立。这样,与已推广了的第二部分一起,Madey定理就得到了完整的推广。渡越辐射自由电子激光中也存在相应的形式,但远为复杂。     

自由电子激光器(摘要)

随着现代科学技术的发展,需要研究、应用从厘米波到X射线、Y射线波段上各种波长和各种功率的激光。但是以粒子数反转和非线性光学效应为基础的普通激光器,一般只能产生某一特定波长的激光,而且功率还不够强。所以无论在波长方面,还是对功率的要求方面,都还远不能适应生产和科研对激光技术的要求。近几年来,一种名为“自由电子激光器”的激光器件,在理论和实验两方面都得到了较好的研究成果。理论上讲,它似乎可以得到上述波段上任意波长的激光,且功率也可相当强,展示了它的广阔前景。所谓自由电子激光器是把从高能电子加速器得     

激光激励金属下探测光电子性能实验设计与分析

文章分析研究了一价金属中电子的能量和金属相关性质。设计了两个实验,选择一价金属,用单色准直紫外激光做实验,在光电子能谱仪上精确测定出光电子的速率分布和概率分布。探测一价金属内部自由电子与原子实的能量分布以及结构模型;用紫外激光激励产生的单色的小焦点光电子束代替透射电子显微镜中电子束光源。     

本研制出世界最短波长X射线激光

[新华网]日本研究人员近日利用X射线自由电子激光装置成功发射出波长仅0.12纳米的X射线激光,刷新了这种激光最短波长的世界纪录。根据日本理化研究所和高辉度光科学研究中心联合发布的新闻公报,来自这两家机构的研究人员利用建在兵库县的X射线自由电子激光装置发出了波长仅0.12纳米的X射线激光,打破了美国的直线加速器相干光源于2009年4月创下的0.15纳米的最短波长世界纪录。     

自由电子激光自发辐射的量子双势散射理论

利用Ｇｅｌｌ－ｍａｎｎ和Ｇｏｌｄｂｅｒｇｅｒ量子双势散射理论公式得到了自由电子激光自发辐射跃迁矩阵元的新表达式，解析地讨论了新公式和Ｃｏｌｓｏｎ公式的区别和联系，新公式改善了理论和实验之间不一致。     

高增益自由电子激光参数的优化设计

本文对高增益自由电子激光参数设计进行了数值分析 ,通过对束流的光学函数匹配来提高束流的电流密度 ,从而达到提高FEL增益的目的 .同时编制了计算程序来进行系统参数的优化设计 ,对高增益自由电子激光方案的设计将起到帮助 .     

CAEP-FEL装置自发辐射和同步辐射分析

在自由电子激光振荡器中，电子在摇摆器产生的自发辐射与在偏转轨道上产生的同步辐射同时存在，自发辐射是与受激辐射密切相关的过程。分析对比了同步辐射与自发辐射的强度和频谱分布，并与实验结果进行了比较。     

上海粒子加速器大科学装置概述

先进粒子加速器包括射频直线加速器和环形同步加速器等，不仅极大地加速了人类从核物理迈向基本粒子物理的进程，而且同时派生出了同步辐射光源、自由电子激光、质子/重离子治疗仪等一批涉及生命科学、材料科学、能源科学、物理学、化学和医学等重大前沿学科研究和应用的大科学装置。上海已经成为我国并且正在成为国际上先进加速器科学中心之一，本文概述性地介绍上海先后建成的第三代同步辐射光源、软X射线自由电子激光装置、先进质子治疗装置、以及正在建设的硬X射线自由电子激光，并对上海未来粒子加速器学科和大科学装置的发展方向做出总结和展望。     

太赫兹自由电子激光器研究进展

自由电子激光器是目前可以获得太赫兹最高输出功率的辐射源,是一种较为理想的太赫兹源。本文主要论述了太赫兹自由电子激光的发展历史和现状,并对其发展趋势作了一定的分析和综述。太赫兹自由电子激光器技术的发展必将大大推进太赫兹成像、检测技术的发展．对相关领域科学研究、国家安全等方面有着重大影响。     

自由电子激光的初级理论探讨

本文分析了一种典型的自由电子激光器———圆极化静磁Wiggler自由电子激光器的线性理论 ,得到了电子满足的非线性方程 分析表明 ,电子能量的一阶扰动平均值对激光的建立没有贡献 ,贡献来自二阶扰动 最后给出了小信号增益     

高增益自由电子激光饱和状态分析的一种统计物理方法

讨论近年出现的分析自由电子激光系统饱和状态性质的一种统计物理方法.对于自由电子激光系统激光增益达到饱和时的主要物理参数所满足的方程作了推演,进而基于统计物理方法利用Lynden-Bell熵函数和Mathematica程序进行了相关的数值计算和分析.为了对这一方法作验证和对比,通过直接数值模拟的方法分析了暖电子束入射情形下系统光强、聚束因子和粒子相空间分布的性质以及它们之间的对应关系,比较显示数值模拟结果与统计物理方法的相应结果一致.