Первые шаги в исследовании хаотической динамики объемных лазеров на свободных электронах
2009-12-12 00:00:00
Данная работа посвящена дальнейшему исследованию хаотической динамики ОЛСЭ
Номер статьи
7313
Название
Первые шаги в исследовании хаотической динамики объемных лазеров на свободных электронах
Название на английском языке
First steps in investigation of chaotic dynamics of volume free electron lasers
Язык (русский, белорусский, английский)
Русский
ФИО автора(ов)
С. Н. Сытова
Автор(ы) на английском языке
S. N. Sytova
Организация
Институт ядерных проблем БГУ
Организация на английском
Institute for Nuclear Problems of Belarusian State University
Аннотация
Данная работа посвящена дальнейшему исследованию хаотической динамики ОЛСЭ. Проведено сравнение работы ОЛСЭ в режиме усиления и режиме генерации при прочих равных условиях, а также чувствительность решений к малым возмущениям начальных данных, что является хорошей верификацией используемых численных алгоритмов и программных средств. Получены карты динамических режимов перехода к хаосу в ОЛСЭ в зависимости от изменения плотности тока и диэлектрической проницаемости резонатора, а также одного из системных параметров. Разработанные вычислительные алгоритмы могут эффективно применяться при моделировании нелинейных режимов работы ОЛСЭ, что было подтверждено численными экспериментами. Численные результаты согласуются с аналитическими оценками, полученными в линейном приближении. На основании проведенного анализа можно сделать вывод о возможности численно моделировать работу ОЛСЭ в будущих экспериментах. Поскольку имеется свыше десяти управляющих параметров, то проблема исследования перехода к хаосу в ОЛСЭ представляется очень сложной. Однако даже исследование некоторых переходов между режимами «порядок – хаос» является важным в свете проводимых в НИИ ЯП экспериментальных исследований ОЛСЭ.
Аннотация на английском языке
This work is devoted to further investigation of the chaotic dynamics of volume free electron lasers. A comparison of volume free electron laser operation in amplification and lasing modes, all other conditions being equal, is conducted, along with the sensitivity of the solutions to small perturbations of the initial data, providing a good verification of the numerical algorithms and software used. Maps of the dynamic modes of transition to chaos in volume free electron lasers are obtained, depending on changes in the current density and permittivity of the resonator, as well as one of the system parameters. The developed computational algorithms can be effectively applied to modeling nonlinear modes of volume free electron laser operation, a fact confirmed by numerical experiments. The numerical results are consistent with analytical estimates obtained in the linear approximation. Based on the analysis, it can be concluded that numerical modeling of volume free electron laser operation is feasible in future experiments. Since there are over ten control parameters, the problem of studying the transition to chaos in volume free electron lasers is very complex. However, even the study of some transitions between the “order – chaos” regimes is important in light of the experimental studies of VFEL conducted at the Research Institute of Nuclear Problems.
Ключевые слова
объемный лазер на свободных электронах, математическое моделирование, хаос
Ключевые слова на английском языке
Volume Free Electron Laser, mathematical modelling, chaos
Дата публикации
2009-12-12
Количество страниц, число рисунков, число таблиц
20
Лицензия
Creative Commons CC BY-SA 4.0 International
Библиографические данные
Фундаментальные и прикладные физические исследования 2002-2009 гг. / Бел. гос. ун т; под ред. В.Г. Барышевского. – Минск, 2009. – С. 270–289