X射線自由電子激光(XFEL)能夠產(chǎn)生功率高、橫向相干性好且波長連續(xù)可調(diào)的短波長輻射脈沖。這些特性使得X射線自由電子激光在原子物理、納米材料科學、飛秒化學、生物分子結構等諸多領域都有著廣泛的應用。目前,X射線自由電子激光多采用自放大自發(fā)輻射(SASE)運行模式作為主流運行方案。該模式具有結構簡單且波長連續(xù)可調(diào)等優(yōu)點,但因其自身電子束的噪聲起振效應,導致輸出輻射脈沖的縱向相干性較差。為了改進X射線自由電子激光的縱向相干性,人們已提出多種改進的運行模式。其中高增益高次諧波放大(HGHG)運行模式和自種子(self-seeding)運行模式最為成熟,且均為實驗所證實。然而,具有外種子的HGHG運行模式因電子束能散較大,限制了高次諧波的轉(zhuǎn)換效率,在應用于XFEL時難以保證輸出的脈沖品質(zhì);自種子運行模式則由于其第一部分SASE抖動,也會造成輸出脈沖的不穩(wěn)定性。近來,隨著X射線自由電子激光裝置的發(fā)展,原子內(nèi)殼層激光在實驗上已能實現(xiàn)。利用高功率短脈沖的XFEL泵浦特定原子的內(nèi)殼層電子,該方法可以產(chǎn)生相干性更好的X射線激光。因此,嘗試在現(xiàn)有XFEL裝置中引入原子內(nèi)殼層激光相關的作用機制,可能為實現(xiàn)高品...

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【學位級別】：碩士

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圖1.4SASE-FEL波蕩器段示意圖

X射線自由電子激光圖1.4SASE-FEL波蕩器段示意圖圖1.5self-seeding-FEL波蕩器段示意圖有外種子驅(qū)動的高增益自由電子激光有直接外種子激光模式[41]，如圖1.6所示，一種最簡單的機制，將傳統(tǒng)的激光和電子束團同時注入到波蕩器中，直到放大飽和輸出；高增益....

圖1.5self-seeding-FEL波蕩器段示意圖

1.4SASE-FEL波蕩器段示意圖圖1.5self-seeding-FEL波蕩器段示意圖有外種子驅(qū)動的高增益自由電子激光有直接外種子激光模式[41]，如圖1.6所示，一種最簡單的機制，將傳統(tǒng)的激光和電子束團同時注入到波蕩器中，直到放大飽和輸出；高增益高次諧波放大（HGH....

圖1.6direct-seeding-FEL波蕩器段示意圖

1.5self-seeding-FEL波蕩器段示意圖有外種子驅(qū)動的高增益自由電子激光有直接外種子激光模式[41]，如圖1.6所示，一種最簡單的機制，將傳統(tǒng)的激光和電子束團同時注入到波蕩器中，直到放大飽和輸出；高增益高次諧波放大（HGHG）[42–44]，如圖1.7所示，....

圖1.7HGHG-FEL波蕩器段示意圖

X射線自由電子激光圖1.7HGHG-FEL波蕩器段示意圖圖1.8EEHG-FEL波蕩器段示意圖圖1.9PEHG-FEL波蕩器段示意圖各種運行模式的提出，是為了改進自由電子激光的品質(zhì)，提高它的應用能力。目前，自由電子激光的主要發(fā)展方向是短波長、全相干、高功率等，還有實驗要求雙....

本文編號：3964987