Выпуски

 / 

2021

 / 

Март

  

Приборы и методы исследований


Излучение ондуляторов и лазеров на свободных электронах с аналитическим учётом гармоник поля и внеосевых эффектов


Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Физический факультет, Ленинские горы 1 стр. 2, Москва, 119991, Российская Федерация

Дано аналитическое описание генерации гармоник ондуляторного излучения (ОИ) в обобщённом эллиптическом ондуляторе с гармониками поля. Полученные аналитические выражения для обобщённых функций Бесселя и Эйри описывают линии спектра и интенсивность ОИ в общем и в частных случаях двухчастотного плоского и спирального ондуляторов, а также для других эллиптических и плоских ондуляторов. Аналитически учтено влияние конечного размера пучка электронов, его эмиттанса, отклонения положения электронов от оси, разброса энергии электронов и отклоняющих постоянных магнитных компонент. Полученные аналитические выражения выделяют вклады каждой компоненты поля, параметров пучка и ондулятора в генерацию гармоник излучения. С применением аналитической модели однопроходных лазеров на свободных электронах (ЛСЭ) исследована эволюция мощности гармоник в экспериментах на ЛСЭ LCLS, LEUTL и SACLA. Проанализировано влияние параметров пучка и ондулятора на генерацию гармоник. Показано, что сильные вторые гармоники излучения в экспериментах вызваны зарегистрированным отклонением траекторий электронов от оси на ~15 мкм на длине усиления ЛСЭ 1,5 м в рентгеновском ЛСЭ LCLS и большим сечением пучка, ~200 мкм, в ЛСЭ LEUTL. Результаты моделирования полностью согласуются с экспериментами, что подтверждает справедливость представленного теоретического описания мощности и спектральной плотности излучения в ЛСЭ.

Текст pdf (976 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2020.06.038803
Ключевые слова: ондулятор, магнитное поле, лазер на свободных электронах, генерация гармоник
PACS: 41.60.−m, 41.60.Ap, 41.60.Cr (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2020.06.038803
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2021/3/d/
000656123500004
2-s2.0-85107956412
2021PhyU...64..304Z
Цитата: Жуковский К В "Излучение ондуляторов и лазеров на свободных электронах с аналитическим учётом гармоник поля и внеосевых эффектов" УФН 191 318–330 (2021)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 26 декабря 2019, доработана: 2 апреля 2020, 29 июня 2020

English citation: Zhukovsky K V “Undulator and free-electron laser radiation with field harmonics and off-axis effects taken into account analyticallyPhys. Usp. 64 304–316 (2021); DOI: 10.3367/UFNe.2020.06.038803

Список литературы (64) Статьи, ссылающиеся на эту (20) Похожие статьи (9) ↓

  1. Е.Г. Бессонов, А.В. Виноградов «Ондуляторные и лазерные источники мягкого рентгеновского излучения» УФН 159 143–154 (1989)
  2. Е.Б. Левичев «Накопители электронов с малым эмиттансом» УФН 188 31–54 (2018)
  3. В.Н. Самофалов, Д.П. Белозоров, А.Г. Равлик «Сильные поля рассеяния в системах магнитов с гигантской магнитной анизотропией» УФН 183 287–306 (2013)
  4. Р.А. Ганеев «Генерация высших гармоник излучения мощных лазеров в плазме, образованной при воздействии предымпульса на поверхность твердотельных мишеней» УФН 179 65–90 (2009)
  5. А.В. Козловский «Генерация сжатого (субпуассоновского) света многомодовым лазером» УФН 177 1345–1360 (2007)
  6. А.И. Воробьева «Аппаратура и методы исследования углеродных нанотрубок» УФН 180 265–288 (2010)
  7. С.А. Воронов, С.В. Борисов, А.В. Карелин «Разделение электронов и протонов с помощью калориметра в экспериментах по прямому измерению состава и энергетических спектров космических лучей» УФН 179 931–944 (2009)
  8. А.А. Каминский, Л. Богати и др. «Новые нелинейно-лазерные эффекты в α-кварце: генерация двухоктавной гребенки стоксовых и антистоксовых частот и каскадный лазинг в спектральной области второй и третьей гармоник» УФН 178 935–946 (2008)
  9. М.П. Лорикян «Детекторы ядерного излучения и многозарядных частиц с рабочим веществом из пористых диэлектриков» УФН 165 1323–1333 (1995)

Список формируется автоматически.

© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение