تأثیرباریکهالکترونی خوشه ای شده توسط لیزر برروی تابش امواج در لیزر الکترون آزاد

تعداد 88 صفحه  درword

کارشناسی ارشد

فیزیک اتمی و مولکولی – پلاسما

تأثیرباریکهالکترونی خوشه ای شده توسط لیزر برروی تابش امواج در لیزر الکترون آزاد

توسعه چشمه های همدوس تابش الکترومغناطیس از اوایل قرن بیستم میلادی مورد توجه پژوهشگران قرار گرفت. در سال 1920 مگنترون[1] برای تولید امواج ماکروویو بکاربرده شد به این صورت که تیوب موج عبوری از برهمکنش یک باریکه غیر نسبیتی با میدان های الکتریکی و مغناطیسی برای تولید تابش ماکروویو استفاده می شود که این تابش ها در طول موج بزرگتر از یک سانتیمتر قرار دارند.

برای تولید امواج با طول موج کوتاهتر از جایروترون[2] و باریکه های با انرژی بالاتر استفاده می کنند با وجود اینکه این چشمه ها توان بالا و بازده نسباتا خوبی در تولید تابش همدوس به ثبت رسانده بودند اما تابش با طول موج کوتاهتر مستلزم میدان مغناطیسی فوق العاده قوی بود که برای تولید آن با محدودیت هایی در ابعاد دستگاه ها همراه بودند.

بعد از معرفی لیزر، طیف تابش های همدوس به محدوده فرابنفش هم رسید اما لیزر ها محدودیت های زیادی از جمله بازده بسیار پایین را همراه خود داشتند و در بهترین شرایط در تولید توان های بالا این بازده به چند درصد می رسید، همچنین این لیزرها نیاز به محیط فعال داشتند و فقط در طول موج گذار محیط فعال خود می توانند کار کنند که این خود یک محدودیت بزرگ است که ما بدون یک ممحیط فعال مناسب با خواص فرکانسی مطلوب نمی توانیم تابش همدوس در ناحیه مورد نظرمان داشته باشیم. با توجه به اینکه این لیزر ها نیاز به محیط فعال فیزیکی دارند توان آنها به علت صدمه دیدن و یا نواقص شبکه ای محیط فیزیکی محدود و کم می شود. دیگر محدودیت آنها این است که این نوع لیزرها به راحتی تابش ناحیه فروسرخ و یا پرتو ایکس را در خروجی برای ما ایجاد نمی کند. بنابراین پژوهشگران و دانشمندان به دنبال چشمه تابش همدوسی بودند که اولاٌ محدودیت در بازده را کمتر داشته باشد و دوماٌ بتواند در ناحیه وسیعتری از طیف امواج الکترومغناطیس مثلاٌ در ناحیه امواج فروسرخ و یا امواج تراهرتز و حتی در ناحیه اشعه ایکس بتواند تابش همدوس تولید نماید.

[1]Magnetron

[2]Klystron