Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2020, выпуск 8 » Статья стр. 1337
<<<>>>
Генерация когерентного рентгеновского излучения гармоник в однопроходном лазере на свободных электронах со сдвигом фаз электронов относительно фотонов
DOI: 10.21883/JTF.2020.08.49545.280-18
Переводная версия: 10.1134/S1063784220080241
БАЗИС, «Стипендии» для студентов Физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, Калитенко А.М.
Жуковский К.В. 1, Калитенко А.М.1
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
Email: zhukovsk@physics.msu.ru
Поступила в редакцию: 14 июля 2018 г.
В окончательной редакции: 7 февраля 2020 г.
Принята к печати: 11 февраля 2020 г.
Выставление онлайн: 21 апреля 2020 г.
PDF версия
Проведено теоретическое исследование эволюции банчинга (коэффициентов группировки) и мощности излучения гармоник в однопроходном лазере на свободных электронах (ЛСЭ), в котором осуществляется периодический сдвиг фаз между электронами и фотонами в промежутках между ондуляторами с гармониками магнитного поля. С помощью аналитического расчета выявлены конфигурации магнитного поля асимметричного эллиптического и плоского ондуляторов, которые позволяют несколько ослабить основной тон и усилить отдельные высшие гармоники. Для анализа эволюции мощности и коэффициентов группировки использована феноменологическая модель ЛСЭ, описывающая нарушение группировки между каскадами ондуляторов и повышенную чувствительность электрон-фотонного взаимодействия на длинах волн высших гармоник к разбросу энергии, размеру и отклонению пучка от оси и др. Аналитически исследованы выражения для коэффициентов Бесселя плоского и эллиптического ондуляторов с гармониками поля. Предложено применение этих ондуляторов в ЛСЭ со сдвигом фаз для увеличения мощности высших гармоник в рентгеновском диапазоне до 100 раз по сравнению с обычными ЛСЭ. Ключевые слова: излучение ондуляторов, двухчастотный ондулятор, генерация гармоник, лазер на свободных электронах.
  1. Багров В.Г., Бисноватый-Коган Г.С., Бордовицын В.А., Борисов А.В., Дорофеев О.Ф., Эрр В.Я., Пивоваров Ю.Л., Шорохов О.В., Жуковский В.Ч. Теория излучения релятивистских частиц / Под ред. В.А Бордовицина. М.: Физматлит, 2002
  2. Гинзбург В.Л. // Изв. АН СССР. Сер. Физ. 1947. Т. 11. N 2 С. 165--181. [ Ginzburg V.L. Isvestia Akademii Nauk SSSR (Fizika). 1947. Vol. 11. N 2. P. 1651
  3. Motz H., Thon W., Whitehurst R.N.J. // Appl. Phys. 1953. Vol. 24. P. 826
  4. McNeil B.W.J., Thompson N.R. // Nature Photonics. 2010. Vol. 4. P. 814
  5. Pellegrini C., Marinelli A., Reiche S. // Rev. Mod. Phys. 2016. Vol. 88. P. 015006
  6. Huang Z., Kim K.J. // Phys. Rev. ST-AB. 2007. Vol. 10. P. 034801
  7. Saldin E.L., Schneidmiller E.A., Yurkov M.V. The Physics of Free Electron Lasers. Springer, 2000
  8. Bonifacio R., Pellegrini C., Narducci L. // Opt. Commun. 1984. Vol. 50. P. 373. DOI: 10.1016/0030-4018(84)90105-6
  9. Schmuser P., Dohlus M., Rossbach J., Behrens C. // Springer Tracts in Modern Phys. 2004. Vol. 258
  10. Pellegrini C. // Phys. Scr. 2016. Vol. 2016. P. 014004
  11. Margaritondo G., Ribic P.R. // J. Synchrotron Rad. 2011. Vol. 18. P. 101--108
  12. Margaritondo G. // Rivista del Nuovo Cimento. 2017. Vol. 40. N 9. P. 411--471
  13. Margaritondo G. Characteristics and properties of synchrotron radiation, in Synchrotron Radiation: Basics, Methods and Applications. 2015. P. 29--63
  14. Albertin F., Astolfo A., Stampanoni M., Kaplan F., Margaritondo G. // X-Ray Spectrometry. 2015. Vol. 44. N 3. P. 93--98
  15. Frank M., Carlson D.B., Hunter M.S., Williams G.J., Messerschmidt M., Zatsepin N.A., Barty A., Benner W.H., Chu K., Graf A.T., Hau-Riege S.P., Kirian R.A., Padeste C., Pardini T., Pedrini B., Segelke B., Seibert M.M., Spence J.C.H., Tsai C.-J., Lane S.M., Li X.-D., Schertler G., Boutet S., Coleman M., Evans J.E. Femtosecond X-ray diffraction from two-dimensional protein crystals, IUCrJ, 2014. Vol. 1. P. 95
  16. Margaritondo G. // J. Synchrotron Rad. 2019. Vol. 26. P. 2094--2096
  17. Hwu Y., Margaritondo G., Chiang A.-S. // BMC Biology. 2017. Vol. 15. P. 122
  18. Huang C.-F., Liang K.S., Hsu T.-L., Lee T.-T., Chen Y.-Y., Yang S.-M., Chen H.-H., Huang S.-H., Chang W.-H., Lee T.-K., Chen P., Peng K.-E., Chen C.-C., Shi C.-Z., Hu Y.-F., Margaritondo G., Ishikawa T., Wong C.-H., Hwu Y. // Nanoscale. 2018. Vol. 10. P. 2820--2824
  19. Kroll N.M., McMullin W.A. // Phys. Rev. A. 1978. Vol. 17. N 1. P. 300
  20. Colson W.B. // Nucl. Instrum. Meth. A. 1997. Vol. 393. P. 82--85
  21. Sprangle P., Smith R.A. // Phys. Rev. A. 1980. Vol. 21. N 1. P. 293
  22. Bonifacio R., Pellegrini C., Narducci L.M. // Opt. Commun. 1984. Vol. 50. P. 373--378
  23. Kim K.J., Xie M. // Nucl. Instrum. A. 1993. Vol. 331. P. 359--364
  24. Yu L.-H., Babzien M., Ben-Zvi I., DiMauro L.F., Doyuran A., Graves W., Johnson E., Krinsky S., Malone R., Pogorelsky I., Skaritka J., Rakowsky G., Solomon L., Wang X.J., Woodle M., Yakimenko V., Biedron S.G., Galayda J.N., Gluskin E., Jagger J., Sajaev V., Vasserman I. // Science. 2000. Vol. 289. P. 932
  25. Yu L.-H. // Phys. Rev. A. 1991. Vol. 44. P. 5178
  26. Saldin E.L., Schneidmiller E.A., Yurkov M.V. // Opt. Commun. 2002. Vol. 202. P. 169--187
  27. Shaftan T., Yu L.-H. // Phys. Rev. E. 2005. Vol. 71. P. 046501
  28. Li He-Ting, Jia Qi-Ka // Chinese Phys. C. 2013. Vol. 37. N 2. P. 028102
  29. Deng Hai-Xiao, Dai Zhi-Min. // Chinese Phys. C. 2013. Vol. 37. N 10. P. 102001
  30. Deng Hai-Xiao, Dai Zhi-Min. // Chinese Phys. C. 2010. Vol. 34. N 8. P. 1140
  31. Zeng L., Qin W., Zhao G., Huang S., Ding Y., Huang Zh., Marcus G., Liu K. // Chinese Phys. C. 2016. Vol. 40. N 9. P. 098102
  32. Yu L.H., DiMauro L., Doyuran A., Graves W.S., Johnson E.D., Heese R., Krinsky S., Loos H., Murphy J.B., Rakowsky G., Rose J., Shaftan T., Sheehy B., Skaritka J., Wang X.J., Wu Z. // Phys. Rev. Lett. 2003. Vol. 91. P. 074801
  33. McNeil B. // Nature Photon. 2008. Vol. 2. P. 522--524. DOI: 10.1038/nphoton.2008.164
  34. Tiedtke K., Azima A., von Bargen N., Bittner L., Bonfigt S., Dusterer S., Faatz B., Fruhling U., Gensch M., Gerth Ch., Guerassimova N., Hahn U., Hans T., Hesse M., Honkavaar K., Jastrow U., Juranic P., Kapitzki S., Keitel B., Kracht T., Kuhlmann M., Li W.B., Martins M., Nunez T., Plonjes E., Redlin H., Saldin E.L., Schneidmiller E.A., Schneider J.R., Schreiber S., Stojanovic N., Tavella F., Toleikis S., Treusch R., Weigelt H., Wellhofer M., Wabnitz H, Yurkov M.V., Feldhaus J. // New J. Phys. 2009. Vol. 11. P. 023029
  35. Жуковский К.В. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2015. Т. 4. С. 18. [ Zhukovsky K.V. // Moscow Univ. Phys. Bull. 2015. Vol. 70. P. 232.]
  36. Zhukovsky K. // Laser Part. Beams. 2016. Vol. 34. P. 447
  37. Mishra G., Gehlot M., Hussain J.-K. // Nucl. Instrum. A. 2009. Vol. 603. P. 495
  38. Zhukovsky K.V. // J. Synchrotron Rad. 2019. Vol. 26. P. 1481--1488
  39. Henderson J.R., Campbell L.T., Freund H.P., McNeil B.W.J. // New J. Phys. 2016. Vol. 18. P. 062003
  40. Freund H.P., van der Slot P.J.M., Grimminck D.L.A.G., Setija I.D., Falgari P. // New J. Phys. 2017. Vol. 19. P. 023020
  41. Freund H.P., van der Slot P.J.M. // New J. Phys. 2018. Vol. 20. P. 073017
  42. Жуковский К.В. // Изв. вузов. Физика. 2019. Т. 62. N 6. С. 109--117 [ Zhukovsky K.V. // Russ. Phys. J. 2019. Vol. 62 N 6. P. 1043--1053]
  43. Zhukovsky K. // Results in Physics. 2019. Vol. 13. P. 102248
  44. Alexeev V.I., Bessonov E.G. // Nucl. Instr. Meth. 1991. Vol. A308. P. 140
  45. Dattoli G., Mikhailin V.V., Ottaviani P.L., Zhukovsky K. // J. Appl. Phys. 2006. Vol. 100. P. 084507
  46. Dattoli G., Mirian N.S., DiPalma E., Petrillo V. // Phys. Rev. ST-AB. 2014. Vol. 17. P. 050702
  47. Zhukovsky K., Potapov I. // Laser Part. Beams. 2017. Vol. 35. P. 326
  48. Жуковский К.В. // Известия вузов. Физика. 2017. Т. 60 N 9. С. 155--161 [ Zhukovsky K.V. // Russ. Phys. J. 2018. Vol. 60. N 9. P. 1630--1637]
  49. Zhukovsky K., Kalitenko A. // J. Synchrotron Rad. 2019. Vol. 26. P. 159--169
  50. Жуковский К.В. Калитенко А.М. // Изв. вузов. Физика. 2019. Т. 62. N 2. С. 153--160 [ Zhukovsky K.V., Kalitenko A. // Russ. Phys. J. 2019. Vol. 62. N 2. P. 354--362]
  51. Zhukovsky K., Kalitenko A. // J. Synchrotron Rad. 2019. Vol. 26. P. 605--606
  52. Zhukovsky К. // J. Phys. D. 2017. Vol. 50. P. 505601
  53. Zhukovsky K. // EPL. 2017. Vol. 119. P. 34002
  54. Жуковский К.В. // ЖТФ. 2019. Т. 89. Вып. 3. С. 426--435. [ Zhukovskii K.V. // Tech. Phys. 2019. Vol. 64. N 3. P. 389--398.]
  55. Жуковский К.В. Потапов И.А., Калитенко А.М. // Изв. вузов. Радиофизика. 2018. Т. 61. N 3. С. 244--260 [ Zhukovsky K.V., Potapov I.A., Kalitenko A.M. // Radiophys. Quant. El. 2018. Vol. 61 N 3. P. 216--231]
  56. Жуковский К.В. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2018. Вып. 4. С. 26-34 [ Zhukovsky K.V. // Moscow Univ. Phys. Bull. 2018. Vol. 73. N 4. P. 364--371]
  57. Zhukovsky K. // Opt. Commun. 2018. Vol. 418. P. 57--64
  58. Zhukovsky K. // J. Appl. Phys. 2017. Vol. 122. P. 233103
  59. Schneidmiller E.A., Yurkov M.V. // Phys. Rev. ST-AB. 2012. Vol. 15. P. 080702
  60. McNeil B.W.J., Robb G.R.M., Poole M.W., Thompson N.R. // Phys. Rev. Lett. 2006. Vol. 96. P. 084801
  61. Жуковский К.В. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2018. Вып. 5. С. 18--25 [ Zhukovsky K.V. // Moscow Univ. Phys. Bull. 2018. Vol. 73. N 5. P. 462--469]
  62. Zhukovsky K. // J. Optics. 2018. Vol. 20. N 9. P. 095003
  63. Zhukovsky K.V. // Moscow Univ. Phys. Bull. 2019. Vol. 74. N 3. P. 308--308
  64. Жуковский К.В. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2019. Вып. 5. С. 60-66 [ Zhukovsky K.V. // Moscow Univ. Phys. Bull. 2019. Vol. 74. N 5. P. 480--487]
  65. Zhukovsky K. // Nucl. Instrum. B. 2016. Vol. 369. P. 9
  66. Zhukovsky K. // Opt. Commun. 2015. Vol. 353. P. 35
  67. Bonifacio R., De Salvo L., Pierini P. // Nucl. Instrum. A. 1990. Vol. 293. P. 627
  68. Huang Z., Kim K.-J. // Phys. Rev. E. 2000. Vol. 62. P. 7295.
  69. Emma P., Akre R., Arthur J., Bionta R., Bostedt C., Bozek J., Brachmann A., Bucksbaum P., Coffee R., Decker F.-J., Ding Y., Dowell D., Edstrom S., Fisher A., Frisch J., Gilevich S., Hastings J., Hays G., Hering Ph., Huang Z., Iverson R., Loos H., Messerschmidt M., Miahnahri A., Moeller S., Nuhn H.-D., Pile G., Ratner D., Rzepiela J., Schultz D., Smith T., Stefan P., Tompkins H., Turner J., Welch J., White W., Wu J., Yocky G., Galayda J. // Nature, Photonics. 2010. Vol. 4. P. 641--647
  70. Ratner D., Brachmann A., Decker F.J., Ding Y., Dowell D., Emma P., Fisher A., Frisch J., Gilevich S., Huang Z., Hering P., Iverson R., Krzywinski J., Loos H., Messerschmidt M., Nuhn H.D., Smith T., Turner J., Welch J., White W., Wu J. // Phys. Rev. ST-AB. 2011. Vol. 14. P. 060701.

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme