自由電子激光物理中統(tǒng)計物理分析方法的若干研究.pdf

1、本文致力于近年來國際上提出的高增益自由電子激光飽和狀態(tài)分析的統(tǒng)計物理方法的改進和推廣。作為本文工作的基礎，對相關(guān)自由電子激光基礎理論做了綜述，特別考察了波蕩器低階磁場近似下非理想入射電子的三維運動，及其對自發(fā)輻射的影響。在自由電子激光一維Colson-Bonifacio模型的基礎上建立了一種能描述電子橫向運動的三維歸一化簡化模型。在國外同行和小組已有工作基礎上，針對這種模型重新以Matlab語言編寫了直接數(shù)值模擬的完整程序，進而分析包含

2、電子橫向振蕩的三維模型對一維模型的修正。對這種新的三維模型，引入守恒量，通過系統(tǒng)達到飽和狀態(tài)的熵極大條件，發(fā)展求解飽和態(tài)參數(shù)的理論和算法，并編寫了相應的Matlab程序。對于螺旋型波蕩器中Compton型自放大自發(fā)輻射(SASE)自由電子激光由起振增益到飽和狀態(tài)的過程，通過直接動力學模擬分析了在一定橫向發(fā)射度情況下失諧量為零不同能散電子柬和冷電子束、暖電子束入射情況下系統(tǒng)的光強、聚束因子、以及相空間分布三者的對應關(guān)系，并將三維模擬同一維