甘小勇[1]2000年在《史密斯—帕塞尔效应自由电子激光的研究》文中研究说明史密斯—帕塞尔自由电子激光简称S-P FEL，是自由电子激光的一个重要分支。本文立足于史密斯—帕塞尔自由电子激光的线性理论，对该系统进行了全面的分析。 我们首先讨论了准光学谐振腔的衍射理论，导出了场分布的自洽积分方程和解，并设计了数值模拟程序对其场分布进行模拟；然后仔细研究了线性史密斯—帕塞尔FEL理论，分别讨论了史密斯—帕塞尔振荡器（SPO）和史密斯—帕塞尔激放大器（SPA）的特性；作为一种特例，对变参数光栅史密斯—帕塞尔自由电子激光进行了详细的分析，特别是对光栅的空间频率与小信号增益、互作用效率、起振电流和辐射功率的关系作了数值模拟，给出了选取光栅参数的变化的依据，分析表明，通过选择适当的光栅空间频率，是可以设计出满意的史密斯—帕塞尔激光器的。在本文的最后，基于前人的成果和本文的工作，对这类器件的特性、参数进行了详细的讨论，尝试建立设计该类器件的基本原则，以期对后续的研究工作有所帮助。
孟现柱[2]2016年在《史密斯-帕塞尔自由电子激光中的电介质效应》文中研究表明研究了电介质在史密斯-帕塞尔自由电子激光中的作用。将电介质加载于电子注与光栅之间,所加电介质为电容率为4的细玻璃管,电子注在玻璃管内的真空腔中运动,玻璃管外是金属光栅。对加载电介质的史密斯-帕塞尔自由电子激光和不加载电介质的史密斯-帕塞尔自由电子激光分别进行了3维数值模拟,结果发现:如果在电子注与光栅间加载电介质,可以成功模拟出363.37 GHz的相干太赫兹波,如果在电子注与光栅间不加载电介质,只能模拟出191.2 GHz的慢波辐射场。这说明加载电介质可以提高史密斯-帕塞尔受激辐射的增益,强化史密斯-帕塞尔辐射对电子注的调制,使电子有效群聚。
陈嘉钰, 王明红, 杨梓强, 兰峰, 梁正[3]2004年在《新型史密斯-帕塞尔效应可调辐射源研究》文中提出提出采用中等能量的相对论环状电子注激励轴对称三曲面反射镜、绕射光栅系统,产生毫米波、远红外波段辐射的新型准光学可调辐射源实验方案,这是一种基于史密斯帕塞尔效应的自由电子激光。由于引入新型准光学谐振腔系统,可以改变能量输出方向的角度,从原理上讲,可制造一系列模型,产生可调频率的短毫米波、远红外波段相干辐射。采用环状电子注比带状电子注稳定性高,便于成型和聚焦;采用新腔体后增长了电子注与高频场的互作用范围;新型准光腔具有较小的绕射损耗。新方案的这些特点,进一步提高器件的输出功率,改善了高频特性。介绍这种新辐射源在3mm波段的粒子模拟计算初步结果,其输出功率达数百千瓦以上;同时给出准光学谐振腔高频系统的模拟计算和冷测实验的典型曲线。
陈秀娥[4]1993年在《电子束效应可导致新一类自由电子激光器》文中研究表明近来对史密斯-帕塞尔效应(SP)现象的实验研究产生了远红外可调谐相干辐射,且有希望得到新一类非常规小型高效自由电子激光器。由达特默思学院(汉诺威)以及牛津、埃萨克斯大学的科学家进行的这项工作,成功地采用3.6MoV电子束和简单的金属光栅产生
陈嘉钰, 梁正, 张永川, 杨梓强[5]2001年在《新型史密斯-帕塞尔自由电子激光实验》文中研究指明介绍一种新型的Smith PurcellFEL实验 ,实验中利用中等能量级的相对论电子束激励 ,由衍射光栅和三反射镜组成的新型准光学系统 ,可以产生可调短毫米波、远红外波段的辐射。主要实验参数为 :电子注能量为 40 0～ 5 0 0keV ,电压脉冲宽度 70ns ,同步脉冲磁场强度 1.2T ,成功地检测到 3mm波段的毫米波信号 ,其峰值功率达到数十千瓦
孟现柱, 王明红, 任忠民[6]2016年在《基于带状束的史密斯-帕塞尔自由电子激光模拟与分析》文中认为采用三维数值模拟方法研究了基于带状束的史密斯-帕塞尔自由电子激光(S-P FEL)的辐射输出特性。当一束相对论带状束紧贴着矩形光栅表面飞行时,可以激励起非相干的史密斯-帕塞尔(S-P)辐射,而全反馈谐振腔可以将各个方位角的S-P辐射反射回带状束,同时进行速度调制,使电子注发生群聚,进而获得相干的S-P辐射。通过数值模拟发现,带状束可以提高S-P FEL的功率和功率谱密度;随着带状束宽高比的增大,电子束的速度调制和群聚更为明显,S-P FEL的功率和功率谱密度也越大。
滕丽丽, 陈蓓冉, 魏彦玉, 宫玉彬, 王文祥[7]2010年在《新型史密斯-帕塞尔互作用结构中的辐射特性》文中指出新型史密斯-帕塞尔互作用结构是一个同轴型系统,它包括倒置的曲面镜和柱状光栅,并且光栅的截面可以是任意形状。用粒子模拟软件MAGIC对新结构进行模拟分析和优化,由于新结构采用倒置曲面镜,改变了光栅位置,大大增加了环状电子注半径,在同样电子注密度和厚度情况下,可以获得比改进前结构高几倍的电流,且辐射功率可提高1个数量级。并给出了新结构及改进前两种互作用结构在3 mm甚至更短波段的粒子模拟分析和计算结果,其输出功率达到数百MW以上。
卑华, 戴冬东, 戴志敏[8]2008年在《紧凑型THz源的史密斯-帕塞尔辐射模拟(英文)》文中提出采用模拟和数值计算的方法,研究了THz波段的受激史密斯-帕塞尔辐射特性。实验装置以"上海电子束离子阱"为原型,采用紧凑型设计以便最终实现其可移动性。束流动力学模拟表明,此装置采用强磁场,可以得到平均流强为0.2 A、束流半径为75μm的高品质电子束,为电子束工作在自由电子激光模式下创造了条件。基于Andrews和Brau的理论,优化了光栅参数,保证了辐射角度在60°。其中消散场的计算频率为0.365 9 THz。采用particle-in-cell(PIC)程序模拟了光栅表面的辐射场以及电子的动力学特性。模拟结果表明电子有群聚效应,且二次谐波(0.723 THz,约为消散频率的2倍)得到增强。采用后处理方法计算了史密斯-帕塞尔辐射的功率空间分布。计算显示辐射角度与理论角度相一致,表明了方法的有效性。输出的功率约为2 mW。
参考文献：
[1]. 史密斯—帕塞尔效应自由电子激光的研究[D]. 甘小勇. 电子科技大学. 2000
[2]. 史密斯-帕塞尔自由电子激光中的电介质效应[J]. 孟现柱. 激光与光电子学进展. 2016
[3]. 新型史密斯-帕塞尔效应可调辐射源研究[J]. 陈嘉钰, 王明红, 杨梓强, 兰峰, 梁正. 中国激光. 2004
[4]. 电子束效应可导致新一类自由电子激光器[J]. 陈秀娥. 激光与光电子学进展. 1993
[5]. 新型史密斯-帕塞尔自由电子激光实验[J]. 陈嘉钰, 梁正, 张永川, 杨梓强. 中国激光. 2001
[6]. 基于带状束的史密斯-帕塞尔自由电子激光模拟与分析[J]. 孟现柱, 王明红, 任忠民. 激光与光电子学进展. 2016
[7]. 新型史密斯-帕塞尔互作用结构中的辐射特性[J]. 滕丽丽, 陈蓓冉, 魏彦玉, 宫玉彬, 王文祥. 强激光与粒子束. 2010
[8]. 紧凑型THz源的史密斯-帕塞尔辐射模拟(英文)[J]. 卑华, 戴冬东, 戴志敏. 强激光与粒子束. 2008