Вышедшие номера
Генерация мягкого рентгеновского излучения в компактном лазере на свободных электронах с умножением гармоник
Переводная версия: 10.1134/S1063784219030289
Жуковский К.В.1
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Email: zhukovsk@physics.msu.ru
Поступила в редакцию: 15 декабря 2017 г.
Выставление онлайн: 17 февраля 2019 г.

Проведено теоретическое исследование однопроходных лазеров на свободных электронах (ЛСЭ) с умножением гармоник в рентгеновском диапазоне с целью получения мощного излучения на наименьшей длине ЛСЭ с возможно более низкой энергией пучка и частотой затравочного лазера. Предложен каскадный ЛСЭ с двухчастотным ондулятором для группировки электронов на длинах волн высших гармоник. С помощью апробированной феноменологической модели ЛСЭ, которая учитывает все основные потери для каждой гармоники в каждом каскаде ЛСЭ, исследована динамика мощности излучения в ЛСЭ с каскадными умножителями гармоник. Изучено влияние качества пучка на генерацию рентгеновского излучения в ЛСЭ. Показано, что для эффективного использования гармоник в каскадном рентгеновском ЛСЭ нужны пучки электронов с разбросом энергии sigmae≤0.0002. Исследована эволюция мощности гармоник в нескольких каскадных ЛСЭ на длинах волн ~2-3 nm с умножением гармоник затравочного лазера на длине волны 13.51 nm пика отражения Mo/Si и на 11.43 nm пика отражения MoRu/Be; мощность достигла ~1 GW на длине ЛСЭ до 40 m. Кроме того, исследована работа многокаскадных ЛСЭ с готовым затравочным эксимерным UV лазером на длине волны 157 nm (F2 excimer UV laser) и гармониками лазеров с CO2 и C2H2 на 30 nm с пучком электронов энергии ~0.6 GeV и током ~1 kА. Моделируемое в этих ЛСЭ рентгеновское излучение на длине волны λ=2.5 nm и λ=3.3 nm достигло мощности ~0.5 GW на ~30 m.