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1、护叻叻的叻叻叻的的叻叻、;装置与技术{乌的哟的叻”的的的哟叻少二元自由电子激光器,自由电子激光器中的电子和辐射之问的互作用导致电子速度分布的漂移。,。,和零散在小信号范围研究二元系统的电子动力学人们发现在两个相同的份,,。作用区(嫩ggler)之间通过引进一个可调的漂移距离能够增大效率和增益,。L。自由电子激光器的理论研究指出这种(l/的〕是电子以速度(相对于相速度为巧的波而言)在一次渡越中的相位滑动。刀器件的效率受到在一次通过中能够发生的电是。,子的小部分能量损耗的限制自由电子激光场扩展常数它的显式取决于自由电子激光.0。:,器作为振荡器的首
2、次运转达到小于01沁器的类型例如在纵向自由电子激光器中。,。,的效率1[]为了增大总的效率人们已经提刃~E。尸/饥护尹5[]而在斯坦福自由电子激。,,。204。,出使电子束循环闭然而利用藕合的麦克光器中刀~2叨刀L军二尸4j[一般说来一斯韦玻耳兹曼方程组a[J分析自由电子激光单电子通过任意一互作用区的速度变化能够,电子束在互作用后写成器中的电子动力学指出。刁。一刁+。0058,的速度零散比它的速度漂移大得多这种加寸百(2),,,,,宽导致增益相当大的减小于是减小重复利式中刁是平均速度漂移’o代表速度零散。。用电子束的有效性夕一价+占(动仍然作为
3、单个电子的标记占是,,。在这篇通讯中我们指出通过利用适当仅取决于乙的函数隔开的多个互作用区,。,能够改善器件的效率如果初始的电子束是单能的而且如果,,,为了定量分析我们利用单电子模型这种模每当电子束重新进入互作用区时电子在价型在〔幻〔。,描述横向和纵向自由电子激光器中空间的分布是均匀的那么我们发现速度漂。,。证明是非常有效的在这种模型中每个电移正比于循环数风而速度零散正比于创了。,,,子的轨迹由它的初速度和入射相位价唯一因为在每次循环后速度零散变得较大所。扩,确定精确到场振幅二阶的电子射出速度以最大循环数是由最大容许的速度零散。大。,是a因此确
4、定的总的速度漂移变成公,~公.~公。大一-o,大。+刁刁(刁/)嵘(3).。:/,{1一cog乙.,.日ID之八因为从电子束能提取的能量正比于刁。十产.悦刀吸一-二“丫气、万一一8m中十os中)所以器件的总效率取决于因子R二(』/’o与的田LJI万。,一1
5、1L1一。。。:一:值从而增大效率可以通过提高一次通过。。2音的漂移刁或减小一次通过的零散。来达到一刃”乙。速度零散是由于电子的不同入射相位_,_;_,。止,、一、乙乙“”]!如果我们能够颠倒第二互作用区中的波和曰甲与/11,1下一一万不产一一气)~」」*本文所指的作用区w(iggler)
6、系指周期性磁结,,式中L是互作用区的长度乙。【(工/场)一。构译者注—,g一,“。电子之间的互作用那么我们就可以期望减化)(2一Zco乙一乙isn乙)/C。因为器件的效率取决于。,,小速度零散如果每个电子的入射相位相对刁/所以我们试图,,“。第一区域的相位漂移弧度那么上述的颠使刁达到最大和暂时忽略速度零散的问题”。,〔6,7,,。倒就能达到于是人们提出二级器件在刁中包含着对口T有不同关系的两项在.,.,,~26g0135~0,这种器件是由二个相同的互作用区组成的乙(动的最大是而在乙.。。因为波和电~05~,它们之间被一个漂移距离隔开f(动的最大
7、接近共振忆0)时第一,。,刀D子之间的速度不同所以通过调整L的值就项比第二项占优势此外第一项中的L的。二〔8〕能获得入射相位的弧度漂移(图1)存在使得能够利用较长的漂移距离来增大漂性。,互气乍月色互作用移如果选择乙一。和a一我们得到二元夕。产”`户,一”n一要’”刁’勺产切/“~一2~一:器件的漂移和零散为.。2/刁n,_。,与~L、礼二叮~一。口一一止二QJ一1一1+’岑Z琴L!/和`·-一生共”。`、5飞图1二元自由电子激光器L。L一,,其次我们把方程(5)跟长度为灿(这长作为一个独立的但又有联系的间题我度等于方程(5)中的总的互作用长度
8、)的单元们考虑通过利用两个互作用区使一次通过的。,,器件的漂移和零散比较其结果列在表1中速度漂移达到最大从而使一次通过的增益,刀。。在那里我们任意选择L等于ZL达到最大的间题这种方法的基本原理是从份〔幻。表1二元器件的增益提高速调管的工作得来的第一互作用区起作,。聚束器的作用产生强烈的速度调制在两条件互作用区之间的漂移空间,一速度调制产生群聚(电流调制)。,然后这些群聚以最佳的相乙。一…二于卜毕位进入第二互作用区并被减速和提取能量刁}一o·5;理一乒!翼黔如果利用小增益状态下的单电子形~}l,n只C黔`勺}}c黔`刀告·月-一Ut,,e下1,一
9、;~〔习,那么我们就能够把两互作用区中的互式I一l~价二。对长度为ZL(这长度等于二元器件的总的互作用长作用过程写成公式通过使第二区域中的物,。度)的
