能量啁啾電子束自由電子激光放大啁啾脈沖束小建彭堂超2，竇玉煥1（1.北京應用物理與計算數(shù)學研宄所北京100088；2.武漢大學物理科學與技術學院，武漢430072）和滑移現(xiàn)象對其的影響。采用研制的1維非定態(tài)程序GOFEL-P，對能量啁啾自由電子激光放大器放大啁啾脈沖的過程進行了數(shù)值模擬和分析，計算了不同啁啾參數(shù)的脈沖被放大后的腔外壓縮情況。結(jié)果表明：與單能電子束時相比，能量啁啾自由電子激光可以放大具有更大啁啾參數(shù)的啁啾脈沖，使壓縮后的脈沖峰值功率增大至568GW，脈沖寬度縮短至2.29fs大幅增強自由電子激光放大啁啾脈沖以及腔外壓縮脈沖的效果。

　　超短脈沖在有群速度色散（GVD）的線性介質(zhì)中傳播后即可得到展寬的線性啁嗽脈沖。這種啁嗽脈沖若是高斯脈沖，則其慢變包絡可表示為2時為正啁嗽，表示脈沖后沿的頻率會變大，當C<0時為負啁嗽，表示脈沖后沿的頻率會變小。

　　超短脈沖激光已經(jīng)成為諸如強場物理等科學研宄領域中的強有力的研宄手段，推動了這些研宄領域的發(fā)展和進步。啁嗽脈沖放大（CPA）技術是獲得高強度的超短脈沖自由電子激光（FEL）的一種主要途徑。從單能FEL放大器放大啁嗽脈沖的數(shù)值模擬結(jié)果中當C=50時達到的zui高峰值功率63.3GW.因此，利用能量啁嗽電子束的FEL放大器放大啁嗽脈沖的效果要遠好于單能電子束FEL放大器的效果，放大的啁嗽脈沖被壓縮后可以得到高出將近1個數(shù)量級的峰值功率。當300以后，壓縮后的脈沖峰值功率會下降，這要是因為C值的增大會使啁嗽脈沖每滑移一個波長后的失諧增大，所以過大的C值對脈沖的放大和壓縮是不利的。

　?。╞）中所示的脈沖被壓縮后的zui小寬度為2.29fs（C=350），比中的單能電子束放大啁嗽脈沖的模擬結(jié)果18.5fs小了近1個數(shù)量級。這主要得益于能量啁嗽電子束使FEL放大器的增益線寬大大提高，從而可以放大具有很大C值的啁嗽脈沖，大大提高脈沖的展寬壓縮比，使脈沖寬度被壓縮得更短。

　　3結(jié)論采用1維非定態(tài)程序GOFEL-P，對能量啁嗽FEL放大啁嗽脈沖的過程進行了數(shù)值模擬和分析，結(jié)果表明：能量啁嗽FEL可以明顯提高脈沖的功率增益，增大FEL的增益線寬，從而可以放大具有很大C值的啁嗽脈沖，大大提高脈沖的展寬壓縮比。與單能電子束時相比，壓縮后的脈沖峰值功率增大和寬度縮短近1個數(shù)量級，大幅度提高了FEL放大啁嗽脈沖以及腔外脈沖的壓縮效果。數(shù)值模擬的結(jié)果初步驗證了采用能量啁嗽電子束的FEL可以直接產(chǎn)生啁嗽脈沖。如何使用具有能量啁嗽電子束的FEL放大器產(chǎn)生并放大啁嗽脈沖將是我們進一步開展的研宄工作。北京富瑞恒創(chuàng)科技有限公司。