چکیده:
لیزر الکترون آزاد وسیلهای برای تولید تابش الکترومغناطیسی توان بالا است که با عبور پرتو الکترون نسبیتی از میدان یک
ویگلر به دست میآید. تلاشهای نظری و آزمایشگاهی بسیاری انجام شده تا طول موج نور خروجی را پایین آورده و توان آن را
بالا برند و درعینحال آنرژی موردنیاز برای پرتو آلکترون کاهش داده شود. درواقع امروزه توانهای لیزر میتواند برای یونیزه
شدن ماده, ایجاد کردن پلاسما و شتاب دادن الکترون به انرژی نسبیتی به کار برده شود. لیزر الکترون آزاد بهعنوان یک مفهوم
جایگزین برای اکثر منابع تابشی که در طول موجهای اعم از اشعه ایکس نرم تا ناحیه میکروویو فعال هستند. مطرح است.
استفاده از ویگلرهای مغناطواستاتیک همواره در لیزر الکترون آزاد معمول بوده است. ممکن است بتوان با استفاده از ویگلرهای
دیگر راندمان لیزر را افزایش داد. سالهاست که از ویگلر یا موجزن اپتیکی در تولید لیزر الکترون آزاد استفاده میشود. این
مقاله در چند بخش نگاشته شده است. در ابتدا مفاهیم اولیه لیزر الکترون آزاد بدون بهرهگیری از فرمول و صرفا با بیانی
فیزیکی و مفهومی ارائه شده است. سپس ساختار لیزر الکترون آزاد و انواع ویگلر مورد بحث قرار میگیرد. در ادامه بررسی کرده
ایم که لیزرها بهعنوان شتابدهنده ذرات و موج زن اپتیکی منجر به انرژی کارآمد و بسیار متراکم منابع سینکترون میشوند.
سپس معادلات تابش موج زن را نشان دادهایم. سپس تلاش میشود که با استفاده از موجزن اپتیکی و مقایسه آن با سایر روش
های مرسوم به مطالعه فیزیکی فرآیند تشدید و بهره لیزر پرداخت. شبیه سازی و حل عددی معادلات نیز میتواند کمک موری
در مطالعهی این پدیده باشد.
خلاصه ماشینی:
شکل 5: فرآیند تابش درون ویگلر از دید ناظر آمایشگاه و ناظر سوار بر الکترون یک روش دقیق تر که شکل سینوسی مسیر الکترون را در نظر میگیرد و این حقیقت را که سرعت طولی الکترونها از سرعت کل آنها کمتر است را مورد توجه قرار میدهد فرمول زیر را برای طولموج تابشی به دست میآورد: (4) که در آن کمیت K پارامتر آندولاتور نامیده میشود قله میدان مغناطیسی روی محور آندولاتور میباشد.
Margaritondo, status and prospects of x-ray free-electron lasers (X-FELs): a simple presentation, J.
H. Kim, Anomalously Strong Scattering of Spontaneously Produced Laser Radiation in the First Free-Electron Laser and Study of Free-Electron Two-Quantum Stark Lasing in an Electric Wiggler with Quantum-Wiggler Electrodynamics, Chin.
Baine, “Thomson scattering of intense lasers from electron beams at arbitrary interaction angles,” Physical Review E 52, 5425–5442 (Oct. 1995), pp.
Schramm, “Linear and Non-Linear Thomson-Scattering X-Ray Sources Driven by Conventionally and Laser Plasma Accelerated Electrons,” Proc.
Kampfer, “Scaling law for the photon spectral density in the nonlinear Thomson-Compton scattering,” Physical Review Special Topics – Accelerators and Beams 14, 040704 (2011) , pp.
Kampfer, “Nonlinear Compton scattering of ultrashort intense laser pulses,” Physical Review A 83, 1–12 (Feb. 2011) , pp.
V. Shank, “X-ray based subpicosecond electron bunch characterization using 90◦ Thomson scattering,” Phys.
Lauth, “Miniature magnetic devices for laser-based, table-top free-electron lasers,” Physical Review Special Topics – Accelerators and Beams 10, 1–9 (2007), p.
„The physics behind free electron lasers (FELs) based on magnetostatic and optical undulators“.