Некоторые теоретические вопросы пучковой неустойчивости в объемных пространственно-периодических структурах
2001-12-12 00:00:00
Исследуется неустойчивость электронного пучка в пространственных периодических структурах. Выведены и обсуждены дисперсионные уравнения для описания таких неустойчивостей…
Номер статьи
7305
Название
Некоторые теоретические вопросы пучковой неустойчивости в объемных пространственно-периодических структурах
Название на английском языке
Some Theoretical Questions of Beam Instability in Volume Spatially-Periodic Structures
Язык (русский, белорусский, английский)
Русский
ФИО автора(ов)
К. Г. Батраков
Автор(ы) на английском языке
K.G. Batrakov
Организация
Институт ядерных проблем БГУ
Организация на английском
Institute for Nuclear Problems, Belarusian State University
Аннотация
Исследуется неустойчивость электронного пучка в пространственных периодических структурах. Выведены и обсуждены дисперсионные уравнения для описания таких неустойчивостей. Показано, что существуют различные режимы генерации в зависимости от величин разброса скорости электронного пучка, квантовой отдачи и ширины линии спонтанного излучения. Эффект квантовой отдачи может влиять на процесс неустойчивости даже в оптическом и инфракрасном спектральном диапазоне. Выведено уравнение генерации, описывающее начальные токи и приращения абсолютной неустойчивости. Показано, что вблизи вырождения корня дифракции возникает новый закон зависимости начального тока генерации и усиления от параметров системы. Проанализированы преимущества объемной распределенной обратной связи (ОРОС). Влияние направляющего магнитного поля на процесс генерации приводит к удвоению усиления в случае, когда поперечное движение вносит вклад в неустойчивость. Изучена генерация в поверхностной схеме и в случае, когда электроны распространяются вблизи замедляющих элементов. В данной работе показано, что ОРОС является более предпочтительной альтернативой по сравнению с обычной распределенной обратной связью, а создание нового типа лазера на свободных электронах (ЛСЭ), объемного ЛСЭ (ОЛСЭ), имеет хорошие перспективы.
Аннотация на английском языке
The electron beam instability in spatial periodical structures is studied. The dispersion equations to describe such instabilities are derived and discussed. It is shown that the various regimes of generation exist depending on the quantities of the electron beam velocity spread,
quantum recoil and linewidth of spontaneous emission. The effect of quantum recoil can influence on instability process in the optical and infrared spectral range even. The generation equation describing the starting currents and increments of an absolute instability are derived. It is shown that in vicinity of diffraction root degeneration the new law of dependence of starting generation current and gain on system parameters arises. The advantages of volume distributed feedback (VDFB) are analyzed. The influence of guiding magnetic field on generation process leads to gain doubling in the case when the transverse motion contributes to instability. The generation in the surface scheme and in the case when electron propagate near the slowing elements is studied. It is shown in this work that VDFB is more preferred alternative in comparison with ordinary distributed feedback and creation of new type of FEL, the volume FEL (VFEL) has a good perspectives.
Ключевые слова
неустойчивость, электронный пучок, пространственно-периодические структуры, объемная распределенная обратная связь, объемный лазер на свободных электронах
Ключевые слова на английском языке
instability, electron beam, spatially periodic structures, volume distributed feedback, volume free electron laser
Дата публикации
2001-12-12
Количество страниц, число рисунков, число таблиц
37
Лицензия
Creative Commons CC BY-SA 4.0 International
Библиографические данные
Фундаментальные и прикладные физические исследования 1986 2001 гг. / Бел. гос. ун-т; под ред. В.Г. Барышевского. – Минск, 2001. – С. 175-211