X射線自由電子激光物理導(dǎo)論

目錄
序
第1章 引言 1
參考文獻(xiàn) 9
第2章 波蕩器輻射 11
2.1 電子軌道 11
2.1.1 螺旋型波蕩器中的電子軌道 12
2.1.2 平面波蕩器中的電子軌道 14
2.2 回旋振蕩運(yùn)動(dòng) 16
2.2.1 平面波蕩器中電子的回旋振蕩運(yùn)動(dòng) 17
2.2.2 曲面波蕩器中電子的回旋振蕩運(yùn)動(dòng) 19
2.3 波蕩器輻射及其譜形 21
2.4 波蕩器輻射的角寬度 31
2.5 高次諧波 32
2.6 小結(jié) 35
參考文獻(xiàn) 35
第3章 低增益 FEL 理論 37
3.1 電子束與光波的能量交換 38
3.2 電子束團(tuán)內(nèi)坐標(biāo) 42
3.3 FEL 擺方程 44
3.4 相空間處理和 FEL 桶 47
3.5 高次諧波與修正波蕩器參量K 49
3.6 譜形 51
3.7 低增益 FEL 的小增益 52
3.8 小結(jié) 54
參考文獻(xiàn) 55
第4章 高增益 FEL 理論基本知識 56
4.1 微群聚的基本知識 56
4.2 麥克斯韋方程和電場波動(dòng)方程 61
4.3 高增益 FEL 中電場波動(dòng)方程的簡化 62
4.4 電子分布函數(shù)和弗拉索夫方程 65
參考文獻(xiàn) 68
第5章 高增益 FEL 理論 (I) 69
5.1 高增益 FEL 擺方程 69
5.2 耦合麥克斯韋–弗拉索夫方程 72
5.3 高增益 FEL 一維理論 77
5.4 FEL 一維理論的初值問題 81
5.4.1 FEL 放大器情況 81
5.4.2 SASE-FEL 情況 85
5.5 高增益 FEL 三維理論 94
5.6 回旋振蕩對高增益 FEL 的影響 101
5.7 高增益 FEL 相干性 114
5.8 小結(jié) 116
參考文獻(xiàn) 118
第6章 高增益 FEL 理論 (II) 119
6.1 FEL 中電場波動(dòng)方程的簡化形式 119
6.2 FEL 中縱向電場及其與橫向電場的關(guān)系 122
6.3 高增益 FEL 的擺方程 (一階耦合方程) 123
6.4 電子分布函數(shù)和弗拉索夫方程 128
6.5 高增益 FEL 電場的積分微分方程和三階方程 131
6.6 高增益 FEL 電場三階方程之解 133
6.6.1 單能共振、無空間電荷效應(yīng)的理想情況 133
6.6.2 單能非共振、不考慮空間電荷效應(yīng)情況 134
6.7 高增益 FEL 的飽和 140
6.8 高增益 FEL 的線性區(qū)和非線性區(qū) 142
6.9 微群聚的模擬結(jié)果 145
6.9.1 空間電荷結(jié)構(gòu)的變化情況 145
6.9.2 FEL 增益過程中的相位演變 149
6.10 高增益 FEL 電場的積分微分方程的低增益極限 154
6.11 高增益 FEL 增益函數(shù)及譜帶寬度 155
6.12 小結(jié) 158
參考文獻(xiàn) 158
第7章 FEL 亮度和電子束參量要求 159
7.1 亮度 159
7.2 束電子能量 163
7.3 束電流 165
7.4 束能散度 168
7.5 發(fā)射度 169
7.6 自發(fā)波蕩器輻射和量子效應(yīng) 175
7.7 非理想因素影響匯總 178
參考文獻(xiàn) 179
第8章 激光同步輻射光源 181
8.1 簡述 182
8.2 強(qiáng)激光場中的電子運(yùn)動(dòng) 184
8.3 散射輻射 188
8.3.1 線偏振情況 189
8.3.2 圓偏振情況 196
8.4 散射輻射的性質(zhì) 198
8.4.1 輻射功率 198
8.4.2 共振函數(shù)性質(zhì) 199
8.4.3 超強(qiáng)行為 201
8.5 散射輻射的非理性效應(yīng) 206
8.5.1 電子束能散度 206
8.5.2 電子束能量損失 207
8.6 激光同步輻射的通量和亮度 207
8.7 小結(jié) 209
參考文獻(xiàn) 211
致謝 213