回顧同步輻射光源的發(fā)展歷程,可以發(fā)現(xiàn)波蕩器作為插入元件被大規(guī)模使用,不僅極大地提高輻射光亮度,更有效地拓寬了同步輻射光譜覆蓋范圍。作為最具潛力的第四代光源,自由電子激光以其波長(zhǎng)可調(diào)、高功率、輻射相干等優(yōu)點(diǎn),成為了近年來國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。與此同時(shí),波蕩器作為自由電子激光的關(guān)鍵設(shè)備之一,同樣得到了人們廣泛關(guān)注。在這種背景下,我們對(duì)于同步輻射光源和自由電子激光中一些特殊波蕩器的應(yīng)用展開了研究。 本文對(duì)于將變參數(shù)波蕩器用于基于靜電加速器自由電子激光振蕩器,以提高輸出光飽和功率進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。首先給出基于靜電加速器自由電子激光振蕩器的方案設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上,從理論分析和數(shù)值計(jì)算兩方面研究了線性錐化變參數(shù)波蕩器對(duì)振蕩器輸出功率和飽和時(shí)間的影響。其結(jié)果論證了在振蕩器飽和后,引入變參數(shù)波蕩器能有效地改善低增益工作模式的飽和輸出光功率,且存在一個(gè)使得輸出功率最大的最優(yōu)錐化率。此外,我們還分析計(jì)算了反向線性錐化變參數(shù)波蕩器的情況。 介紹了傳統(tǒng)準(zhǔn)周期波蕩器的基本原理和結(jié)構(gòu),從理論上分析了磁塊縱向長(zhǎng)度的變化與高次諧波磁場(chǎng)強(qiáng)弱的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,我們提出了幾種能減弱高次諧波輻射的新結(jié)構(gòu),如改進(jìn)型準(zhǔn)周期波蕩器和變...

【文章頁(yè)數(shù)】：112 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 同步輻射光源與波蕩器
    1.2 自由電子激光與波蕩器
    1.3 波蕩器分類
    1.4 自由電子激光的發(fā)展和新型波蕩器
    1.5 論文工作的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 波蕩器和自由電子激光物理簡(jiǎn)介
    2.1 波蕩器磁場(chǎng)
    2.2 波蕩器內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)軌跡
    2.3 波蕩器輻射特性
    2.4 自由電子激光基本原理
    2.5 相關(guān)軟件介紹
    2.7 本章小結(jié)
第3章 基于變參數(shù)波蕩器太赫茲自由電子激光振蕩器研究
    3.1 自由電子激光振蕩器與變參數(shù)波蕩器
    3.2 基于靜電加速器自由電子激光振蕩器太赫茲源
        3.2.1 基本方案
        3.2.2 光腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化
        3.2.3 三維模擬與一維計(jì)算結(jié)果對(duì)比
    3.3 基于線性錐化變參數(shù)波蕩器自由電子激光振蕩器
    3.4 基于反向線性錐化變參數(shù)波蕩器的自由電子激光振蕩器
    3.5 本章小結(jié)
第4章 準(zhǔn)周期波蕩器的優(yōu)化設(shè)計(jì)及研究
    4.1 常規(guī)準(zhǔn)周期波蕩器基本原理及其結(jié)構(gòu)性能
    4.2 磁塊尺寸與高次諧波場(chǎng)
    4.3 準(zhǔn)周期波蕩器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及自發(fā)輻射譜分析
        4.3.1 改進(jìn)型準(zhǔn)周期波蕩器Modified QPU
        4.3.2 變寬度準(zhǔn)周期波蕩器New QPU
        4.3.3 不同方案的分析對(duì)比
        4.3.4 NSRL三期改造項(xiàng)目之準(zhǔn)周期波蕩器
    4.4 基于準(zhǔn)周期波蕩器的SASE FEL輻射譜分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 提高混合型波蕩器場(chǎng)強(qiáng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)
    5.1 理論分析
    5.2 標(biāo)準(zhǔn)混合型波蕩器
    5.3 磁極加邊塊混合型波蕩器
    5.4 楔形磁極混合型波蕩器
    5.5 楔形磁極加邊塊混合型波蕩器
    5.6 各方案對(duì)比
    5.7 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果



本文編號(hào)：3780742