结合谐波生成与激光啁啾以实现康普顿源中的高密度光谱

最近，人们研究了各种激光啁啾方案，旨在减少或消除高激光强度下康普顿或汤姆逊散射中发生的有质动力线展宽。作为光谱计算中的下一细节层面，我们计算了在一维平面波模型下，由于入射光束能量分散预期的线平滑与展宽，分别针对补偿（啁啾）与未啁啾情况。散射的补偿分布可在入射激光脉冲包络的三种模型下解析处理：高斯、洛伦兹或双曲正割。我们利用新结果证明，高激光强度下康普顿源中的激光啁啾：(i) 使得能够使用更高阶谐波，从而降低所需电子束能量；(ii) 在小频带内增加光子产额，超越未啁啾基波所能达到的。这种啁啾与高次谐波的结合可大幅节省新型康普顿源在设计、建造与运行上的成本。这对于广泛流行的基于激光等离子体加速器的康普顿源尤为重要，因为其束流质量的改进进入了啁啾最有效的区间。