1DSASE自由电子激光

资 源 简 介

1DSASE自由电子激光

详 情 说 明

自由电子激光（FEL）是一种基于相对论电子束与周期性磁场相互作用产生相干辐射的先进光源。其中SASE（自放大自发辐射）模式是最常见的运行机制，它不需要外部种子光，通过电子束与辐射场的自组织过程实现指数增长。

一维SASE理论主要关注沿传播方向的纵向动力学，忽略横向效应。该理论框架包含三个关键方程：电子运动方程描述电子在摇摆器磁场和辐射场中的相位演化；辐射方程刻画辐射场的增长；以及能量交换方程反映电子与辐射场的能量转移过程。

MATLAB模拟通常采用分段递推的方法：将整个装置分为若干小段，每段内先计算电子相位变化对辐射场的贡献，再更新辐射场幅值，最后根据新的辐射场计算电子能量损失。这种模拟需要特别注意时间步长的选择，要兼顾计算精度和效率。

典型模拟结果会展示辐射功率沿装置长度的指数增长曲线，以及饱和后的光谱特性。通过调整电子束参数（如能量、电流、发射度）和摇摆器参数（周期、峰值磁场），可以优化激光输出性能。