ПРИНЦИП СОЗДАНИЯ МОЩНОГО ЛАЗЕРА НА СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРОНАХ.
Показана возможность создания лазера на свободных электронах,
перестраиваемого вплоть до диапазона гамма-лучей.
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).
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.
Другие работы по теме:
Лазеры на свободных электронах
Введение Под лазерами на свободных электронах (ЛСЭ) обычно понимают устройства (приборы), в которых происходит усиление или генерация когерентного электромагнитного излучения с использованием явления стимулированного излучения релятивистских свободных электронов, совершающих наряду с поступательным также и колебательное движение в поле внешних сил.
Законы электрического тока
Text Text Graphics МОУ СОШ № 14 с. Заветное Презентация по физике Graphics На основании опытов английский учёный Джоуль и русский учёный Ленц независимо друг от друга пришли к выводу: Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени.
Инфракрасное излучение 2
Что такое инфракрасное излучение Инфракрасное излучение или инфракрасные лучи, это электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны 0,74 мкм) и коротковолновым радиоизлучением (1-2 мм). Инфракрасную область спектра согласно международной классификации разделяют на ближнюю IR-A (от 0.7 до 1.4 мкм), среднюю IR-B (1.4 - 3 мкм) и далёкую IR-C (свыше 3 мкм).
Магнитоптическая запись
Цифровая магнитооптическая запись - термин устоявшийся, но не точный. В принципе речь идет о термомагнитной записи, и вся роль лазера при записи сводится к роли нагревательного инструмента.
Устройство и применение лазера
Лазер - квантовый генератор, излучающий в диапазоне видимого и инфракрасного излучения. Схема устройства лазера и принцип его действия. Временные режимы работы прибора, частота поступления энергии. Применение лазеров в различных отраслях науки и техники.
Магнетроны и гиротроны
Общая характеристика, устройство и физические принципы работы магнетрона и гиротрона как электровакуумных приборов. Специфические особенности и разновидности этих устройств, сравнительные характеристики магнетрона и гиротрона, область применения.
Исследование тлеющего разряда в СО2-лазере
Понятие и назначение СО2-лазера, его технические характеристики и составляющие части, принцип работы и выполняемые функции. Порядок расчета основных показателей СО2-лазера. Способы организации несамостоятельного разряда постоянного тока, расчет его КПД.
Лазеры
Школа №24 Р Е Ф Е Р А Т по физике ЛАЗЕРЫ Работу выполнил ученик 10 «В» класса Азлецкий Олег Олегович Учитель: Мезина Ольга Олеговна Краснодар, 2000 Содержание.
Лазеры
Муниципальное Общеобразовательное Учреждение Лицей Информационных Технологий РЕФЕРАТ по ФИЗИКЕ на тему: ЛАЗЕРЫ Выполнил: ученик 11 «А» класса Замулин Михаил.
Диод
- вакуумный или полупроводниковый прибор, пропускающий электрический ток только одного направления и имеющий два вывода для включения в электрическую цепь.
Эффект Холла
Объяснение эффекта Холла с помощью электронной теории. Эффект Холла на инерционных электронах в полупроводниках. Датчик ЭДС Холла.
Лазерные системы отвода тепла
.По виду используемой энергии космические двигатели подразделяются на четыре типа: термохимические, ядерные, электрические, солнечно-парусные. В последнее время появились данные о возможности создания нового пятого типа двигателей.
Лазеры в стоматологии
Понятие и назначение лазера, принцип действия и структура лазерного луча, характер его взаимодействия с тканью. Особенности практического использования лазера в стоматологии, оценка основных преимуществ и недостатков данного метода лечения зубов.
Свободные радикалы и витамины
В последние годы было сделано удивительное открытие, что именно комбинация витаминов А,С,Е является самой главной для здоровья человека. (витамин А в форме бета-каротина, присутствующего в ярко окрашенных фруктах и овощах).
Голограмма
Популярное объяснение голографического эффекта.
Волоконно-оптические системы передачи данных
Задача 1 Определить затухание (ослабление), дисперсию, полосу пропускания и максимальную скорость передачи двоичных импульсов в волоконно-оптической системе с длиной секции L (км), километрическим (погонным) затуханием (ослаблением) (дБ/км) на длине волны излучения передатчика 0 (мкм), ширине спектра излучения 0,5 на уровне половины максимальной мощности излучения.
Волоконно-оптические системы передачи данных
Определение затухания (ослабления), дисперсии, полосы пропускания, максимальной скорости передачи двоичных импульсов в волоконно-оптической системе. Построение зависимости выходной мощности источника оптического излучения от величины электрического тока.
Перепись населения США 1820
План Введение 1 Список вопросов 2 Результаты переписи 3 Недостатки Список литературы Введение Перепись населения США 1820 года была четвертой по счету переписью населения, проводимой на территории США. Она была проведена 7 августа 1820 года. Численность населения по итогам переписи была определена в 9 638 453 человек, из которых 1 538 022 были рабами.
Перепись населения США 1800
План Введение 1 Вопросы 2 Доступность информации 3 Сводная информация Список литературы Введение Перепись населения США 1800 года была второй переписью населения проводимой в США. Она была проведена 4 августа 1800 года.
Перепись населения США 1790
План Введение 1 Результаты переписи Список литературы Введение Перепись населения США 1790 года — первая перепись населения в истории Соединенных Штатов. Её итоги были подведены 2 августа 1790 года и показали, что в стране на тот момент проживало 3 929 326[1] человек, из которых 697 681[1] были рабами.
Июльская революция в Египте
Июльская революция — военный переворот, произошедший в Египте 23 июля 1952, в результате которого была устранена монархия и провозглашена республика. Переворот был осуществлен членами движения «Свободных офицеров» во главе с Гамаль Абделем Насером.
Boeing YAL-1
План Введение 1 История 1.1 Испытания систем обнаружения и сопровождения 1.2 Уничтожение учебных целей 2 Состав Список литературы Boeing YAL-1 Введение
Хеккерт, Фриц
Фриц Хе́ккерт (Геккерт) (нем. Friedrich (Fritz) Heckert, 28 марта 1884(18840328), Хемниц, Германия, — 7 апреля 1936, Москва, СССР) — немецкий коммунист.
Новые технологии. Blu-Ray
Современный спрос и создание емких носителей информации нового поколения. Преимущества и недостатки технологии Вly-Ray, применение комбоголовки от Sony. Защита от копирования в носителях Blu-ray, выпуск плееров и особенности программного обеспечения.
Устройства памяти
Text Graphics Презентацию выполняли Корепанова А Макрушина Т Graphics Устройства Памяти Устройства Памяти - устройства памяти данных, которые используются в компьютерах, чтобы хранить данные. Компьютер имеет много типов устройств памяти данных. Некоторые из них могут быть тематическими категориями как сменные Устройства Памяти данных и другие как не сменные Устройства Памяти данных.