西华大学学报(自然科学版)
西華大學學報(自然科學版)
서화대학학보(자연과학판)
JOURNAL OF XIHUA UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION)
2014年
5期
33-36
,共4页
吉驭嫔%徐竞跃%王时建%徐勇根%张世昌
吉馭嬪%徐競躍%王時建%徐勇根%張世昌
길어빈%서경약%왕시건%서용근%장세창
自由电子激光放大器%饱和长度%摇摆器振幅%参量优化
自由電子激光放大器%飽和長度%搖襬器振幅%參量優化
자유전자격광방대기%포화장도%요파기진폭%삼량우화
free-electron laser amplifier%saturation length%wiggler amplitude%parameter optimization
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3000 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。
縮短自由電子激光器中的束-波互作用飽和長度,能夠有效地降低加速器、搖襬器以及整體器件的成本。為探索縮短束-波互作用飽和長度的途徑,本文作者採用非線性數值模擬方法,研究自由電子激光放大器中關鍵參數對束-波互作用飽和長度的影響。以一種紅外自由電子激光放大器為例,對搖襬器磁場振幅在3000 Ga做±10%較大調整,對應的飽和長度5.92 m,僅縮短0.11 m(減少不足2%);通過對搖襬器週期、電子束能量、激光波長的搭配進行優化,噹搖襬器週期為3.8 cm、電子束能量為105 MeV、激光波長為853 nm時達到最優,使飽和長度縮短到4.35 m(減少26.5%)。結果錶明:搖襬器振幅對飽和長度的影響不大,但電子束能量、搖襬器週期、激光波長三者之間的恰噹匹配至關重要,可明顯縮短對應的束-波互作用飽和長度。
축단자유전자격광기중적속-파호작용포화장도,능구유효지강저가속기、요파기이급정체기건적성본。위탐색축단속-파호작용포화장도적도경,본문작자채용비선성수치모의방법,연구자유전자격광방대기중관건삼수대속-파호작용포화장도적영향。이일충홍외자유전자격광방대기위례,대요파기자장진폭재3000 Ga주±10%교대조정,대응적포화장도5.92 m,부축단0.11 m(감소불족2%);통과대요파기주기、전자속능량、격광파장적탑배진행우화,당요파기주기위3.8 cm、전자속능량위105 MeV、격광파장위853 nm시체도최우,사포화장도축단도4.35 m(감소26.5%)。결과표명:요파기진폭대포화장도적영향불대,단전자속능량、요파기주기、격광파장삼자지간적흡당필배지관중요,가명현축단대응적속-파호작용포화장도。
The cost of a free-electron laser ( FEL) can be substantially reduced by shortening the saturation length of the beam-wave interaction .In order to study the way of shortening the saturation length of the beam-wave interaction , the authors research the impact of the key parameters on the free electron laser amplifier to the saturation length of the beam -wave interaction by nonlinear nu-merical simulation method .Taking an infrared FEL amplifier as example , a range of ±10%variation around 3000 Gauss results in a saturation length shortening of 0.11 m from 5.92 m (less than 2%), but optimizing the wiggler period , the electron beam energy and the light wavelength shortens the saturation length to 4.35 m (about 26.5%).In the present paper, results show that the wiggler am-plitude has a slight influence on shortening the saturation length , whereas the proper matching of the wiggler period , the laser wave-length and the electron-beam energy is able to greatly shorten the saturation length and increase the saturation power .