Cтатьи, принятые к публикации

Приборы и методы исследований


Излучение ондуляторов и ЛСЭ с аналитическим учетом гармоник поля и внеосевых эффектов


Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Физический факультет, Ленинские горы 1 стр. 2, Москва, 119991, Российская Федерация

Дано аналитическое описание генерации гармоник ондуляторного излучения (ОИ) в обобщенном эллиптическом ондуляторе с гармониками поля. Полученные аналитические выражения для обобщенных функций Бесселя и Эйри описывают линии спектра и интенсивность ОИ в общем и в частных случаях двухчастотного плоского и спирального ондуляторов, а также для других эллиптических и плоских ондуляторов. Аналитически учтено влияние конечного размера пучка электронов, его эмиттанса, отклонения положения электронов от оси, разброса энергии электронов, влияние отклоняющих постоянных магнитных компонент. Полученные аналитические выражения выделяют вклады каждой компоненты поля, параметров пучка и ондулятора в генерацию гармоник излучения. С применением аналитической модели однопроходных лазеров на свободных электронах (ЛСЭ) смоделирована и исследована эволюция мощности гармоник в экспериментах на ЛСЭ LCLS, LEUTL и SACLA. Проанализировано влияние параметров пучка и ондулятора на генерацию гармоник. Показано, что сильные вторые гармоники излучения в экспериментах вызваны зарегистрированным отклонением траекторий электронов от оси на ~15 μm на длине усиления ЛСЭ 1.5 m в рентгеновском ЛСЭ LCLS и большим сечением пучка, ~200 μm, в ЛСЭ LEUTL. Результаты моделирования полностью согласуются с экспериментами, что подтверждает справедливость представленного теоретического описания мощности и спектральной плотности излучения в ЛСЭ.

Ключевые слова: ондулятор, магнитное поле, лазер на свободных электронах, генерация гармоник
PACS: 41.60.m, 41.60.Ap, 41.60.Cr (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2020.06.038803
Цитата: Жуковский К В "Излучение ондуляторов и ЛСЭ с аналитическим учетом гармоник поля и внеосевых эффектов" УФН, принята к публикации

Поступила: 26 декабря 2019, доработана: 2 апреля 2020, 29 июня 2020

English citation: Zhukovsky K V “Undulator and FEL radiation with analytical account for the field harmonics and off-axis effectsPhys. Usp., accepted; DOI: 10.3367/UFNe.2020.06.038803

© Успехи физических наук, 1918–2020
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение