谐波辐射自由电子激光的效率增强

研究了一种谐波辐射自由电子激光放大器，其中采用两个扭摆器（wiggler），使得第二个扭摆器的基本共振与第一个扭摆器的三次谐波重合以产生紫外辐射。描述该系统非线性演化的一组耦合非线性一阶微分方程（针对长电子束团）通过 CYRUS 代码进行了数值求解。比较了非平均与平均方程的解。对于三次谐波的演化，平均与非平均模拟之间发现了显著的一致性。还研究了以纵向速度分散形式表现的热效应。为增强效率，在三次谐波辐射饱和处，将第二个扭摆器场设置为线性和非线性递减。通过连续运行代码找到了扭摆器振幅锥化（tapering）的最佳起始点与斜率。研究发现锥化可显著提高三次谐波的饱和功率。为缩短扭摆器长度，考虑了预聚束电子束。