等離子體填充喇曼型FEL放大器特性研究.pdf

1、自由電子激光器(又稱FEL)在許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，許多國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)都相繼開展了這方面的工作，并已取得了許多重要成果。目前寬帶、小型、低成本、高平均功率的自由電子激光是人們關(guān)注的焦點，尤其是小型化已成為制約自由電子激光發(fā)展的一個重要因素。等離子體填充高功率微波器件，得以改善器件特性，這方面的工作在一些實驗研究中已經(jīng)被人們所關(guān)注并取得了一些成果。 本文利用MAGIC程序研究了一種新型的同軸混合鐵磁搖擺器型自由電子激光放大器

2、。針對該放大器中搖擺器磁場的特點，選擇了適當(dāng)?shù)拇艌鲚斎胄问?，順利實現(xiàn)了對該結(jié)構(gòu)搖擺器自由電子激光放大器的粒子模擬研究。分析了該器件的工作帶寬、增益、飽和長度等參數(shù)，并對在這種激光器中采取參數(shù)漸變方法提高增益的情況也進(jìn)行了分析研究。粒子模擬研究結(jié)果表明，所得結(jié)果和理論分析結(jié)果基本吻合。 利用MAGIC程序?qū)Φ入x子體填充同軸波導(dǎo)自由電子激光器進(jìn)行了粒子模擬研究。分析了填充等離子體對器件帶寬、飽和距離、增益等帶來的影響，在模擬過程中觀

3、察到了等離子體填充后存在一臨界密度，大于臨界密度后，電子和光波不能發(fā)生同步互作用。模擬結(jié)果和理論分析所得到的結(jié)論基本一致。 本文通過對同軸波導(dǎo)自由電子激光放大器以及等離子體填充對該器件的影響進(jìn)行粒子模擬和理論研究，取得了一些具有理論和應(yīng)用價值的研究成果：1).采用粒子模擬的方法對同軸混和鐵磁搖擺器型自由電子激光這種新型的FEL器件進(jìn)行了研究。分析了該器件的增益、帶寬、效率等，并研究了參數(shù)漸變方法對提高輸出功率的影響。 2