高增益自由电子激光饱和态分析的三维统计理论

作     者：张辉 张鹏飞 李一丁 Zhang Hui;Zhang Pengfei;Li Yiding

作者机构：中国科学技术大学国家同步辐射实验室合肥230029 中国科学技术大学核科学技术学院合肥230029 中国科学技术大学近代物理系中国科学院基础等离子体物理重点实验室合肥230026 

出 版 物：《强激光与粒子束》 (High Power Laser and Particle Beams)

年 卷 期：2014年第26卷第2期

页      面：280-288页

核心收录：

学科分类：0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家基础研究重大项目前期预研专项基金项目(2001CCB01000) 科技部ITER-CN项目(2010GB107001) 

主　　题：自由电子激光 统计物理理论 饱和态 数值模拟 横向振荡 相对修正 

摘      要：考虑电子束横向发射度和电子β振荡,将2005年国际上提出的单通过高增益自由电子激光饱和状态分析的统计物理方法发展到三维情形。首先建立一种描述电子三维运动的归一化简化模型,推导了一维光场下包含电子横向运动的Vlasov方程。在螺旋型波荡器情形下通过引入横向运动守恒量发展了三维统计物理分析方法,并编写了相应计算程序,计算自由电子激光达到饱和时系统的光强增益、聚束因子。作为对比验证,编写包含N个电子自由电子激光系统的三维直接数值模拟程序,结果表明数值模拟和统计计算结果相一致。对比文献中一维模拟和一维统计理论计算结果,所得结果反映了电子束横向发射度以及电子在波荡器中的横向β振荡对饱和点参数的影响。