مطالعه امکان کاهش ابعاد و افزایش توان تابشی لیزر الکترون آزاد در محدوده طول موج-های کوتاه

فناوری لیزر الکترون آزاد، یکی از مناسب ترین گزینه ها جهت دست یابی به تابش همدوس با توان و کیفیت بالا در محدوده طول موج های کوتاه به ویژه XUV و X به شمار می رود. یکی از مهمترین مشکلات در ساخت لیزرهای الکترن آزاد طول موج X، بزرگ و حجیم بودن سیستم لیزر الکترون آزاد می باشد. از این رو، بخش قابل توجهی از تحقیقات لیزر الکترون آزاد طول موج کوتاه، در ارتباط با توسعه روش ها و تکنیک های کوچک سازی و افزایش توان تابشی سیستم می باشد. در این مقاله، عملکرد لیزر الکترون آزد در محدوده طیف تابشی XUV یا X نرم مورد بررسی قرار گرفته و راهکارهایی در جهت کاهش طول و افزایش توان تابشی آن ارائه شده است. بدین منظور، روش هایی مانند تولید هماهنگ های بالاتر تابشی و پیش دسته بندی باریکه الکترونی مورد بررسی قرار گرفته اند. برای جبران کاهش توان تابشی هماهنگ سوم، از روش کشیدگی دامنه میدان ویگلر جهت تقویت و افزایش توان میدان تابشی استفاده شده است. بر اساس شبیه سازی های سه بعدی صورت گرفته با استفاده از کد MEDUSA، مشخص شد که در صورت، استفاده از روش کشیدگی میدان ویگلر، توان تابش اشباع به میزان قابل ملاحظه ای افزایش پیدا می-کند. همچنین نشان داده شد که پیش دسته بندی پرتو الکترونی، علاوه بر تقویت توان تابشی می تواند باعث تسریع در فرآیند رشد میدان تابشی و در نتیجه کاهش طول اشباع در لیزر الکترون آزاد شود. بنابراین، استفاده از روش پیش دسته بندی باریکه الکترونی به همراه کشیدگی میدان ویگلر می تواند نقش بسیار مهمی در کوچک سازی و تقویت توان تابشی لیزر الکترون آزاد داشته باشد.

کلیدواژه ها:

لیزر الکترون آزاد ، هماهنگ تابشی ، پیش دسته بندی باریکه الکترونی ، کشیدگی میدان ویگلر