Принцип создания мощного лазера на свободных электронах

В настоящее время интенсивно развивается релятивистская электроника. Значительное место в ней занимают устройства, которые называются лазерами на свободных электронах (ЛСЭ). Их принцип основан на том, что движущаяся заряженная частица (ДЗЧ) приводится в колебательное движение поперек направления своего движения. При этом возникает излучение в малом телесном угле вперед по направлению движения ДЗЧ. Это излучение зависит от продольной скорости ДЗЧ, и шага ондулятора (см. ниже). Оно может быть когерентным, что и дало название ЛСЭ.

Для того, чтобы частица имела поперечные колебания, применяется система называемая ондулятором . По принципу воздействия на ДЗЧ ондуляторы делятся на электрические и магнитные. Здесь рассматривается магнитная система Рис. 1.

Недостатком существующих ондуляторов является то, что для создания необходимого магнитного поля (МП) используются постоянные электромагниты с сердечником. Это конструктивно ограничивает шаг ондулятора - L

онд ( период изменения МП в системе).

http://www.bestreferat.ru/images/books/268/paper/59/71/7157159.pnghttp://www.bestreferat.ru/images/books/268/paper/60/71/7157160.png

Рис. 1 Рис. 2

Для создания интенсивного пучка ДЗЧ и увеличения выходной мощности ЛСЭ, применена многоканальная схема со сложением отдельных пучков (Рис. 2)

Источником ДЗЧ могут быть электронные и ионные пушки, радиоактивные источники высокой интенсивности (Pu, Co, Sr …), космические лучи и потоки ДЗЧ от Солнца. Вполне возможно применение ТРЕГа в качестве источника ДЗЧ – тогда это будет протонный или альфа-лазер.

На Рис.2 показаны: 1 - первичные пучки ДЗЧ; 2 - рассеивающая магнитная линза; 3 - суммарный пучок ДЗЧ; 4 - ондулятор; 5 - выходное излучение.

Особенностями данной схемы являются: 1) применение для сборки пучков универсальной магнитной линзы в рассеивающем режиме - это позволяет минимизировать апертуру суммарного пучка ДЗЧ; 2) применение магнитного ондулятора со сверхмалым, регулируемым периодом, что позволяет значительно повысить частоту выходного излучения. При увеличении энергии излучаемого кванта до 80MeV, становится возможной фотоядерная реакция: 83 Bi209 +80MeV®79 Au197 +22 He4 +4nO . Появляется возможность фотоядерного разложения радиоактивных отходов, обычных и боевых ядерных материалов.

На Рис.3 показаны: 1) секционированная тороидальная катушка с током I(для секций могут быть использованы обмотки электродвигателей различного типа, мощности и назначения); 2) тороидальное плазменное образование с ДЗЧ (сильно увеличено); 3) МП, исполняющее роль ондулятора; 4) выходное излучение. Пунктиром показаны дополнительные управляющие слаботочные обмотки.

Они используются для создания слабого МП, которое однонаправлено с основным МП и вращается путем последовательного цикличного переключения обмоток. Это МП – для динамического выравнивания возможных технологических неоднородностей основного МП.

http://www.bestreferat.ru/images/books/268/paper/61/71/7157161.png

Интересное из раздела

А.С. Пушкин и естественно-научная картина его времени
О многом из перечисленного будет сказано подробно, однако подчеркнем: Пушкин не только изучал те проблемы и тех авторов, которых называет В.Брюсов, но и принимал активное участие в популяр ...

Анализ технического и организационного уровня развития производства.
Содержание этого анализа включает в себя знач количество направлений, хар-х данное п\п, в т.ч. · Техн уровень · Применяемые технологии · Организ уровень Оценка тех уровня ведется с пом ...

Радиостанция «Микрон» — основной тип связной PC. Она состоит из моноблока, установленного на амортизационной раме, и выносных устройств.
Функциональная схема PC «Микрон» приведена на рис. 11. Тонкими линиями в схеме показано прохождение сигнала в режиме «Прием», жирными линиями прохождение сигнала в режиме «Передача». Прием ...