利用自由电子激光中电子与辐射波多次相互作用原理，获得了大信号情况下自由电子激光增益表达式。结果表明，大信号增益公式可圆满地解释自由电子激光器实验中激光输出饱和现象。
大信号自由电子激光增益 电子与波的多次相互作用 相干辐射
本文叙述一台具有重复脉冲辅助放电的横向流动连续CO2激光器。实验研究了放电特性,并给出激光器增益和输出功率的实验和计算结果。激光器最大输出功率12600 W。在输出功率10200 W条件下一次充气连续运行超过8 h,功率不稳定度±1.5％。
横向放电型CO2激光器
讨论了自由电子激光器中,相对论电子束与wiggler的轴线有小夹角时激光增益的变化,并给出了最大容许偏角。
自由电子激光器 增益
本文利用有质动力势导出了自由电子激光器效率提取表达式,分析了渐变Wlggler技术对提高激光器效率的作用,并利用这一技术进行了渐变Wiggler场强自由电子激光器实验。结果表明其效率是相应恒定Wiggler自由电子激光器的2.6倍。
电子束“群聚” 有质动力势 渐变Wiggler技术
工作在超辐射模式下的集体区自由电子激光器的增益特性研究可以通过改变互作用区长度及泵浦强度来进行。我们利用偏转磁场可以获得任意的相互作用区长度。实验结果证明,工作在集体区的自由电子激光的辐射增益随泵浦磁场近似呈1.7次方关系,实验测得的增益系数范围为0.4dB/cm到1.38dB/cm。
自由电子激光 增长速率
研究了考虑带电粒子自有场时自由电子激光器的增益,并与忽略带电粒子自有场情况下所得的结果相比较。结果表明,自有场对激光器增益有一定的作用。
研究表明,进入Wiggler场的相对论电子束的发散角增大,将降低自由电子激光器的增益,但小量的发散角可提高激光器的输出功率。最大容许的发散角由激光振荡条件决定。
分析了在空间周期磁场的摆动器上,再迭加轴向均匀磁场后对自由电子激光器增益特性的影响,并进行了数值计算。结果表明,在周期长度和均匀磁场强度选择得当时,可望增益获得数量级的提高。但条件选择不当,迭加的均匀磁场反而降低增益。本文给出了恰当工作条件及计算结果。
