Физический факультет
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
МЕНЮ
Статья

Генерация когерентного излучения в ближнем рентгеновском диапазоне в каскадном ЛСЭ с двухчастотным ондулятором

К. В. Жуковский

Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2018. № 4. С. 26

  • Статья
Аннотация

Исследуется генерация рентгеновского излучения в каскадном лазере на свободных электронах (ЛСЭ) с самоусилением спонтанного излучения (ССИ, SASE FEL) с использованием двухчастотного ондулятора. Для этого разработана феноменологическая модель однопроходного ЛСЭ, учитывающая все основные потери в реальных ЛСЭ: разброс энергий электронов в пучке, расходимость, дифракция. Учитывается также, что высшие гармоники ЛСЭ испытывают большие потери по сравнению с излучением на основной частоте. Математическая модель ЛСЭ реализована в программе Mathematica и откалибрована по эксперименту на действующей установке SPARC и по сложным трехмерным численным симуляциям. С помощью феноменологической модели анализируется динамика ЛСЭ для получения рентгеновского излучения большой мощности на относительно короткой длине. Предлагается использовать двухчастотный ондулятор для начальной группировки электронов и последующее умножение частоты в каскадном ЛСЭ с усилением высших гармоник (HGHG). Указаны преимущества двухчастотного ондулятора для группировки электронов на высших гармониках ондуляторного излучения (ОИ). Смоделирована работа нескольких типов ЛСЭ с умножением частоты затравочного лазера в двух и в трёх каскадах для получения мягкого рентгеновского лазерного излучения. Предложено использование затравочного лазера с длиной волны 11.43 нм, соответствующей пику отражения зеркальных покрытий с MoRu/Be, для получения интенсивного рентгеновского лазерного излучения с длиной волны λ~1.27÷3.87 нм. При этом мощность насыщенного излучения достигает 50 МВт уже на длине 35 м а само излучение обладает хорошей временной когерентностью, соответствующей характеристикам затравочного лазера меньшей частоты и малой мощности.

Поступила: 9 сентября 2017
Статья подписана в печать: 24 января 2019
PACS:
41.60.-m Radiation by moving charges
41.60.Cr Free-electron lasers
41.60.Ap Synchrotron radiation
Авторы
К. В. Жуковский
$^1$Московский государственный университет имени М.В Ломоносова, физический факультет
Выпуск 4, 2018

Moscow University Physics Bulletin

Бюллетень «Новости науки» физфака МГУ

Это новое информационное издание, целью которого является донести до сотрудников, студентов и аспирантов, коллег и партнеров факультета основные достижения ученых и информацию о научных событиях в жизни университетских физиков.