等離子體填充喇曼型自由電子激光的理論研究.pdf

1、自由電子激光(Free-ElectronLaser,簡(jiǎn)稱FEL)由于具有頻帶寬、頻率可調(diào)、光束質(zhì)量好、激光效率高等優(yōu)點(diǎn)在許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，許多國(guó)家的科研機(jī)構(gòu)都在從事這方面的研究。等離子體填充的自由電子激光是FEL研究領(lǐng)域的重要方向，它有利于改善器件的性能，并且在這個(gè)方面已取得了重要的成果。 本文對(duì)等離子體填充喇曼型的自由電子激光(FEL)作了廣泛深入的研究，主要內(nèi)容包括：研究了熱等離子體填充的FEL；分析了具有引導(dǎo)磁場(chǎng)

2、的等離子體填充的FEL；進(jìn)一步探討了具有引導(dǎo)磁場(chǎng)的雙電子注FEL。 本文首先對(duì)自由電子激光的基本原理作了簡(jiǎn)單的介紹，并就自由電子激光常用的線性理論作了簡(jiǎn)單闡述。在此基礎(chǔ)上，利用流體理論導(dǎo)出了熱等離子體加載FEL的色散方程，利用數(shù)值求解的方法對(duì)熱等離子體加載FEL的基本特性作了詳細(xì)的分析。 在等離子體加載的FEL中引入縱向的引導(dǎo)磁場(chǎng)，把引導(dǎo)磁場(chǎng)對(duì)等離子體的影響等價(jià)為一個(gè)回旋頻率，導(dǎo)出了色散方程，通過(guò)對(duì)色散方程的數(shù)值求解，研

3、究了引導(dǎo)磁場(chǎng)的引入對(duì)FEL增長(zhǎng)率的影響。在這個(gè)基礎(chǔ)上，把等離子體考慮成具有一定的初速度，就可以把等離子體等價(jià)為具有一定初速度的電子注，這樣就創(chuàng)新性的建立具有引導(dǎo)磁場(chǎng)的雙電子注的FEL物理模型，分析了雙電子注的速度差及引導(dǎo)磁場(chǎng)對(duì)FEL增長(zhǎng)率的影響。 本論文通過(guò)對(duì)等離子體填充喇曼型的自由電子激光的研究，得到了一些具有一定價(jià)值的研究結(jié)果： 1)分析了熱等離子體的引入對(duì)FEL增長(zhǎng)率的影響。研究表明：溫度的引入使得FEL的增長(zhǎng)率有