Дата публикации: 2021

Дата публикации в реестре: 2021-03-31T16:44:23Z

Аннотация:

Дано аналитическое описание генерации гармоник ондуляторного излучения (ОИ) с учетом конечного размера пучка электронов, эмиттанса, отклонения пучка от оси и разброса энергии электронов, влияния постоянных магнитных компонент и гармоник поля. Полученные аналитические выражения для обобщенных функций Бесселя и Эйри описывают форму линий спектра и интенсивность ОИ в двухчастотном ондуляторе с учетом вышеуказанных факторов и позволяют различить вклады каждой компоненты магнитного поля, характеристик ондулятора и пучка в генерацию гармоник лазеров на свободных электронах (ЛСЭ). Проанализировано влияние поля и его постоянных компонент с учетом конечного размера пучка и его отклонения от оси на спектр и интенсивность ОИ. Для моделирования ЛСЭ использована феноменологическая модель, с помощью которой исследована генерация гармоник излучения, включая четные гармоники, в экспериментах LCLS и LEUTL. Аналитически показано, что сильная вторая гармоника излучения на длине волны λ = 0.75 нм в эксперименте LCLS вызвана, в основном, отклонением траекторий электронов от оси на 15 мкм на длине усиления ЛСЭ, а в эксперименте LEUTL на длине волны λ = 192 нм она вызвана большим сечением самого пучка электронов. Результаты моделирования полностью согласуются с экспериментами. Развитый аналитический подход позволяет анализировать строящиеся и работающие ЛСЭ, их излучение, помогает уменьшить потери и скорректировать компоненты поля ондулятора, а также выявить физические причины излучения гармоник данной мощности в исследуемом ЛСЭ.

Тип: статьи в журналах

Права: open access

Источник: Известия высших учебных заведений. Физика. 2021. Т. 64, № 1. С. 21-28