مطالعۀ امكان كاهش ابعاد و افزايش توان تابشي ليزر الكترون آزاد در محدودۀ طول موج هاي كوتاه

فناوري ليزر الكترون آزاد، يكي از مناسب‌ترين گزينه‌ها جهت دست‌يابي به تابش همدوس با توان و كيفيت بالا در محدوده طول موج‌هاي كوتاه به ويژه XUV و X به شمار مي‌رود. يكي از مهمترين مشكلات در ساخت ليزرهاي الكترن آزاد طول موج X، بزرگ و حجيم بودن سيستم ليزر الكترون آزاد مي‌باشد. از اين رو، بخش قابل توجهي از تحقيقات ليزر الكترون آزاد طول موج كوتاه، در ارتباط با توسعۀ روش‌ها و تكنيك‌هاي كوچك‌سازي و افزايش توان تابشي سيستم مي‌باشد. در اين مقاله، عملكرد ليزر الكترون آزد در محدودۀ طيف تابشي XUV يا X نرم مورد بررسي قرار گرفته و راهكارهايي در جهت كاهش طول و افزايش توان تابشي آن ارائه شده است. بدين منظور، روش‌هايي مانند توليد هماهنگ‌هاي بالاتر تابشي و پيش دسته‌بندي باريكۀ الكتروني مورد بررسي قرار گرفته‌اند. براي جبران كاهش توان تابشي هماهنگ سوم، از روش كشيدگي دامنۀ ميدان ويگلر جهت تقويت و افزايش توان ميدان تابشي استفاده شده است. بر اساس شبيه‌سازي‌هاي سه بعدي صورت گرفته با استفاده از كد MEDUSA، مشخص شد كه در صورت، استفاده از روش كشيدگي ميدان ويگلر، توان تابش اشباع به ميزان قابل ملاحظه‌اي افزايش پيدا ميكند. همچنين نشان داده شد كه پيش دسته‌بندي پرتو الكتروني، علاوه بر تقويت توان تابشي مي‌تواند باعث تسريع در فرآيند رشد ميدان تابشي و در نتيجه كاهش طول اشباع در ليزر الكترون آزاد شود. بنابراين، استفاده از روش پيش دسته‌بندي باريكۀ الكتروني به همراه كشيدگي ميدان ويگلر مي‌تواند نقش بسيار مهمي در كوچك‌سازي و تقويت توان تابشي ليزر الكترون آزاد داشته باشد.