基于FEL的THz源的光腔設計及仿真研究.pdf

1、基于自由電子激光的太赫茲（FEL-THz）源不僅可以獲得大功率輸出，而且波長在大范圍內連續(xù)可調，可覆蓋整個THz 頻段甚至更高，是實現(xiàn)大功率THz 源的最佳途徑之一。光腔是FEL 裝置中的重要組成部分，光與電子束的相互作用，F(xiàn)EL 光場的發(fā)展和演化都是在光腔中完成的，因此需要很好的設計光腔。 本文在研究FEL基本原理的基礎之上，對基于FEL的THz 源的束流參數(shù)敏感性和光腔設計等問題進行了研究。通過分析束流參數(shù)敏感性，結合加速器

2、的實際技術水平，在預期的THz 輻射要求下，確定了一組合理的束流設計參數(shù)值。在給定的束流設計參數(shù)和搖擺器參數(shù)情況下，進一步完成了近共心光腔的設計與優(yōu)化，以獲得所需的THz 輻射。主要工作包括光腔結構的設計、腔鏡材料的選取、光腔參數(shù)設計和光腔部分優(yōu)化，分析了光腔損耗、耦合輸出、腔長失諧等問題。并對擬設計的基于FEL的THz 源光腔提出了改進措施，通過計算光束與電子束的橫向疊合因子，分析了波導光腔對光束的約束作用，同時考察了波導對滑移的抑制