同轴摇摆器自由电子激光中的混沌粒子动力学

在自由电子激光中，理想同轴摇摆器场和均匀轴向引导场可以显著改变相对论性测试电子的运动。我研究了第I组、第II组和第III组（在共轴摇摆器中发现的新组）轨道，最终发现这些组在足够高的束流密度和足够高的摇摆器场振幅下会变得混沌。混沌起始的摇摆器振幅阈值通过解析方法进行了估计，并通过计算机模拟在自场效应可忽略的空间情况下得到证实。结果表明电子动力学是不可积的。通过使用Benetin方法的不同方法计算庞加莱映射和非零李雅普诺夫指数，为混沌提供了数值证据，并对这些方法进行了描述和比较。此外，研究表明，粒子运动在时间尺度上与束流穿过几个摇摆器周期的渡越时间相当的情况下变得混沌。