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LCS之自由电子激光方案 吴钢 2016.6
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FEL的相对优势 工作介质为真空电子束 ——最精简的谐振腔：激光束、真空、反射镜 可在谐振腔内实现LCS ——常规激光难以做到
腔内最高光功率原则上可达到镜面损伤阈限 ——镜面阈限对所有激光都是平等的 波长、脉冲宽度、脉冲间隔可调变 ——改变电子束相应参数
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高频加速器输出的电子束串 Q L ps t FEL单束团动能转换为脉冲光能： U0∝1 λ U0 4mJ 1mJ 该曲线对应于1nC单束团 200nm 3μm λ
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FEL脉冲光能的叠加 Q t •••• •••• •••• t 谐振腔对光能的叠加： U单脉冲=U0•t/D 光腔内单脉冲数：N=D/L 理想的能量叠加：U总=U0•t/L 10万个脉冲对应400J
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常规激光-电子束对撞方案
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隧道式FEL-LCS s e γ h h2 =L2-sL S N S N S N S N S N S N S N
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聚束光腔 L FEL光腔
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如何产生高重复频率电子束 重复频率 波长 脉冲电荷 脉冲光能 发射度 阴极材料 1.3GHz 515nm 7.7pC 1.8nJ
0.1πμm•rad GaAs（直流枪） 266nm 1nC 400μJ 1πμm•rad Cu（腔内微波枪） S N S N S N S N S N S N S N
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