基于同轴静磁波荡器的自由电子激光设计

摘要

基于同轴静磁波荡器和强流低能环形电子束的自由电子激光具有产生高频率、高功率和高效率电磁波的潜力.本文分析了电子束流对辐射功率、束波互作用腔长度和转换效率的影响规律,研究了同轴静磁自由电子激光中的电子束最优平均半径的选取原则,验证了电子束稳定传输所需要的波荡器磁场强度,分析了束波互作用腔尤其是输出结构的设计方法.设计了辐射频率为107GHz的同轴静磁自由电子激光,在电子束电压为720kV,电子束流为1kA的情况下,获得了辐射功率35MW的TE01模,束波转换效率为4.9％.