تعداد نشریات | 39 |
تعداد شمارهها | 1,115 |
تعداد مقالات | 8,121 |
تعداد مشاهده مقاله | 6,011,514 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,273,898 |
مطالعۀ امکان کاهش ابعاد و افزایش توان تابشی لیزر الکترون آزاد در محدودۀ طول موج-های کوتاه | ||
الکترومغناطیس کاربردی | ||
دوره 10، شماره 2 - شماره پیاپی 25، آبان 1401، صفحه 105-113 اصل مقاله (838.41 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
احسان اله نوری* 1؛ حسن وثوقیان2 | ||
1نویسنده مسئول: استادیار، پژوهشکده پلاسما و گداخت هستهای، پژوهشگاه علوم و فنون هستهای، تهران، ایران | ||
2استادیار، پژوهشکده فوتونیک و فناوریهای کوانتومی، پژوهشگاه علوم و فنون هستهای، تهران، ایران | ||
تاریخ دریافت: 28 مهر 1400، تاریخ بازنگری: 26 دی 1400، تاریخ پذیرش: 15 تیر 1401 | ||
چکیده | ||
فناوری لیزر الکترون آزاد، یکی از مناسبترین گزینهها جهت دستیابی به تابش همدوس با توان و کیفیت بالا در محدوده طول موجهای کوتاه به ویژه XUV و X به شمار میرود. یکی از مهمترین مشکلات در ساخت لیزرهای الکترن آزاد طول موج X، بزرگ و حجیم بودن سیستم لیزر الکترون آزاد میباشد. از این رو، بخش قابل توجهی از تحقیقات لیزر الکترون آزاد طول موج کوتاه، در ارتباط با توسعۀ روشها و تکنیکهای کوچکسازی و افزایش توان تابشی سیستم میباشد. در این مقاله، عملکرد لیزر الکترون آزد در محدودۀ طیف تابشی XUV یا X نرم مورد بررسی قرار گرفته و راهکارهایی در جهت کاهش طول و افزایش توان تابشی آن ارائه شده است. بدین منظور، روشهایی مانند تولید هماهنگهای بالاتر تابشی و پیش دستهبندی باریکۀ الکترونی مورد بررسی قرار گرفتهاند. برای جبران کاهش توان تابشی هماهنگ سوم، از روش کشیدگی دامنۀ میدان ویگلر جهت تقویت و افزایش توان میدان تابشی استفاده شده است. بر اساس شبیهسازیهای سه بعدی صورت گرفته با استفاده از کد MEDUSA، مشخص شد که در صورت، استفاده از روش کشیدگی میدان ویگلر، توان تابش اشباع به میزان قابل ملاحظهای افزایش پیدا می-کند. همچنین نشان داده شد که پیش دستهبندی پرتو الکترونی، علاوه بر تقویت توان تابشی میتواند باعث تسریع در فرآیند رشد میدان تابشی و در نتیجه کاهش طول اشباع در لیزر الکترون آزاد شود. بنابراین، استفاده از روش پیش دستهبندی باریکۀ الکترونی به همراه کشیدگی میدان ویگلر میتواند نقش بسیار مهمی در کوچکسازی و تقویت توان تابشی لیزر الکترون آزاد داشته باشد. | ||
کلیدواژهها | ||
لیزر الکترون آزاد؛ هماهنگ تابشی؛ پیش دستهبندی باریکۀ الکترونی؛ کشیدگی میدان ویگلر | ||
مراجع | ||
[1] L. C. Chen, S. L. Yeh, A. M. Tapilouw, and J. C. Chang, “3-D Surface Profilometry Using Simultaneous Phase-shifting Interferometry,” Optics Communications, vol. 283, pp. 3376-3382, 2010. [2] N. Nabipour and M. Karimi, “The Effect of the Propagation Mode of a Laser Wave in an Interferometer Diagnostics in Determining of Electron Density of Damavand Tokamak Plasma and Calculation of the Measurement Error,” Journal of Applied Electromagnetic, vol. 4, pp. 47-53, 2016 (In Persian). [3] N. H. Chapman et al., “Femtosecond Diffractive Imaging with a Soft-X-ray Free-electron Laser,” Nature Physics, vol. 2, pp. 839-843, 2006. [7] P. Sprangle et al., “Radiation Focusing and Guiding with Application to the Free Electron Laser,” Physical Review Letters, vol, 59, pp. 202, 1987. [8] H. P. Freund et al., “Nonlinear Harmonic Generation In Free-Electron Lasers,” IEEE Journal of Quantum Electronics, vol. 36, pp. 275-281, 2000. [9] G. Stupakov, “Using the Beam-echo Effect for Generation of Short Wavelength Radiation,” Physical Review Letters, vol. 102, pp. 074801, 2009. [10] K. J. Kim, “An Analysis of Self-amplified Spontaneous Emission,” Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, vol. 250, pp. 396-403, 1986. [11] J. Andruszkow et al., “First Observation of Self-Amplified Spontaneous Emission in a Free-Electron Laser at 109 nm Wavelength,” Physical Review Letters, vol. 85, pp. 3825, 2000. [12] H. P. Freund et al., “Simulation of Prebunching in Free-electron Lasers,” Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, vol. 507, pp. 400-403, 2003. [13] C.A. Brau, “High-brightness Electron Beams – small Free-electron Lasers,” Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, vol. 407, pp. 1-7, 1998. [14] W. A. Barletta et al., “Free Electron Lasers: Present Status and Future Challenges,” Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, vol. 618, pp. 69-96, 2010. [15] H. P. Freund and J. M. Antonsen, “Principle of Free Electron Laser,” Springer (2018). [16] H. P. Freund and S. H. Gold, “Efficiency Enhancement in Free-Electron Lasers Using a Tapered Axial Guide Field,” Physical Review Letters, vol. 52, pp. 926, 1984. [17] H. P. Freund and W. H. Miner Jr., “Efficiency Enhancement in Seeded and Self-amplifier Spontaneous Emission Free-electron Lasers by Means of a Tapered Wiggler,” Journal of Applied Physics, vol. 105, pp. 113106, 2009. [18] H. Boehmer et al., “Variable-Wiggler Free-Electron-Laser Experiment,” Physical Review Letters, vol. 48, pp. 141, 1982. [19] X. J. Wang, et. al. “Efficiency and Spectrum Enhancement in a Tapered Free-Electron Laser Amplifier,” Physical Review Letters,vol. 103, pp. 154801, 2010. [20] M. H. Rouhani and B. Maraghechi, “Three-Dimensional Simulation of Harmonic Up-Conversion In A Prebunched Two-Beam Free-Electron Laser,” Physical Review Accelerators and Beams, vol. 13, pp. 080706, 2010. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 3,492 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 3,431 |