X 射线自由电子激光 (XFEL) 的数值模拟
数值分析
2014-06-18 v1 量子物理
摘要
我们研究了一个非线性 Schr\"odinger 方程，该方程作为 X 射线自由电子激光 (XFEL) 中的有效单粒子模型而出现。正如 \cite{frat1} 所述，该方程是 XFEL 分子成像实验中束流 - 物质相互作用的第一性原理模型。由于 XFEL 的功率比传统激光器高出几个数量级，对许多标准假设和近似进行系统调查已引起越来越多的关注。在该模型中，电子在快速振荡的电磁场下运动，我们考察了该问题收敛到有效时间平均模型的情况。我们采用算子分裂伪谱方法，在复杂情形下（即能量次临界/质量超临界情形，以及存在周期性晶格的情形）数值研究了该模型与其时间平均版本的行为。我们发现，对于外部场足够快的振荡，时间平均模型是一个有效的近似，即使在接近爆破时也是如此。这项工作扩展了之前针对更简单情形的解析结果 \cite{xfel1}。
引用
@article{arxiv.1406.4272,
title = {Numerical simulations of X-rays Free Electron Lasers (XFEL)},
author = {Paolo Antonelli and Agissilaos Athanassoulis and Zhongyi Huang and Peter A. Markowich},
journal= {arXiv preprint arXiv:1406.4272},
year = {2014}
}
备注
14 pages