By this author

ON THE INFLUENCE OF ELECTRON BEAM CHARACTERISTICS ON HARMONIC RADIATION IN SINGLE-PASS FREE-ELECTRON LASERS

Issue number 5 from 16.09.2025

В настоящее время во многих областях науки и техники все шире применяется когерентное излучение лазеров на свободных электронах (ЛСЭ). В прикладных и теоретических исследованиях важным эффектом является нелинейная генерация второй гармоники в материалах и на поверхностях как реакция на их облучение. В качестве источников света используют ЛСЭ, которые генерируют когерентное излучение в диапазоне от видимого до рентгеновского. При этом вторая гармоника собственно источника, ЛСЭ, является нежелательной, так как она маскирует исследуемый отклик на той же частоте. Нами аналитически исследуется влияние параметров электронного пучка на излучение ЛСЭ; проводится исследование генерации гармоник, в особенности второй; анализируются основные факторы, вызывающие появление второй гармоники в спектре ЛСЭ. Выясняется влияние параметров пучка: сечения, эмиттанса, параметров Твисса и разброса энергии, по отдельности и вместе на длину усиления и генерацию гармоник ЛСЭ на примере хорошо документированного ЛСЭ LEUTL. Анализируется влияние этих параметров на мощности излучения гармоник, в особенности второй. Исследуется также влияние гармоники поля ондулятора на излучение гармоник ЛСЭ. Предлагается повысить разброс энергий электронов в два раза до максимально возможного значения, обеспечивающего группировку электронов и одновременно уменьшение содержания второй гармоники в спектре ЛСЭ на один-два порядка. Также предлагается использовать слабую гармонику поля ондулятора с той же целью - подавить гармонику ЛСЭ.

63 0

ULUChShENIE OPTIChESKOGO POGLOShchENIYa KOGERENTNOGO IZLUChENIYa V SREDE PUTEM DOPIROVANIYa EE NANOANTENNAMI: ChISLENNYY ANALIZ

Issue number 4 from 16.09.2025

Исследуется поглощение энергии в среде с примесью наночастиц золота при облучении инфракрасными лазерными импульсами интенсивностью 1015–1017 Вт/см2. Проводится численное моделирование взаимодействия излучения с наночастицами различной формы; наночастицы играют роль резонирующих наноантенн. Рассматривается кинетическая модель, внедренная с использованием численного программного обеспечения EPOCH. С его помощью моделируется и изучается отклик допирующих наночастиц на короткие импульсы инфракрасного лазерного излучения. Рассчитываются и исследуются характеристики поглощения среды с наночастицами, импульс и энергия получающихся при ионизации протонов, электронов и тяжелых ионов золота. С помощью специально разработанного программного обеспечения проводится сравнительный анализ энергии продуктов ионизации в присутствии наноантенн различных форм и размеров с целью определить условия, при которых происходят максимальное поглощение энергии из волны и повышение энергии получающихся ионов. Исследуется реакция наноантенн разных размеров квадрупольной, дипольной и сферической форм. Изучается динамика процесса ионизации среды при прохождении электромагнитного импульса и его взаимодействии с наноантенной.

12 0

On the Possibility of Controlling the Second Harmonic Radiation of the Free Electron Laser Using the Second Harmonic of the Undulator Field

Issue number 3 from 16.09.2025

Исследуется излучение второй гармоники однопроходного лазера на свободных электронах (ЛСЭ) и его зависимость от второй гармоники поля ондулятора. При исследовании свойств материалов важным эффектом является нелинейная генерация второй гармоники как отклик на облучение. В этом контексте генерация второй гармоники собственно источника излучения, ЛСЭ, является нежелательной, так как она маскирует исследуемый сигнал. В других случаях напротив излучение второй гармоники ЛСЭ может быть востребовано как более высокочастотное. Нами исследуется возможность подавления или напротив усиления мощности второй гармоники ЛСЭ в зависимости от фазы и напряженности второй гармоники поля ондулятора ЛСЭ. Предложенный подход в принципе не зависит от частоты излучения. Рассмотрены примеры LCLS, PAL-XFEL в рентгеновском, SPARC и LEUTL в видимом диапазонах. Показано более эффективное влияние гармоники поля ондулятора при работе с узкими пучками электронов

4 0