بررسی نرخ رشد یک لیزر الکترون آزاد با نوسان‌ ساز لیزری و پس زمینه پلاسما

در این مقاله نرخ رشد یک لیزر الکترون آزاد با نوسان ساز لیزری که در آن از پلاسمای پس زمینه برای ایجاد طول موج های کوتاه، در محدوده پرتو ایکس استفاده شده، به طور نظری مورد بررسی قرار گرفته است. موج لیزر با قطبش خطی، به واسطه داشتن طول گام های کوتاه نوسان سازی (در محدوده میکرو متری) قادر خواهد بود که تابش هایی همدوس در محدوده پرتو ایکس را تولید کند و به عنوان یک نوسان ساز تخت در لیزر الکترون آزاد به کار گرفته شود. سرعت فاز پالس لیزر در حضور پلاسما کاهش یافته، در نتیجه باریکه الکترونی عبوری می تواند خود را با پالس لیزر همگام ساخته و با انرژی کمتری وارد ناحیه برهم کنش شود و این باعث می شود که بدون نیاز به داشتن باریکه های پر انرژی، بتوانیم طول موج هایی از مرتبه پرتو ایکس را توسط باریکه های کم انرژی تر تولید کنیم. این ترکیب بندی می تواند امکان ایجاد بسامد های بالاتر را نسبت به لیزر های الکترون آزاد مرسوم (که از نوسان سازهایی مغناطوستاتیک آهنربایی استفاده می کنند)، برای یک دستگاه به وجود آورد. با وارد کردن اختلال به معادلات انتقال ممنتوم، پیوستگی و ماکسول، رابطه پاشندگی را به دست آوردیم و تغییرات چگالی پلاسما را روی نرخ رشد یک لیزر الکترون آزاد با نوسان ساز و پس زمینه پلاسما بررسی کردیم. علاوه بر این سطح مقطع مسیر های الکترونی را برای بسامد های مغناطیسی مختلف با استفاده از روش رانگ کوتای مرتبه چهارم شبیه سازی کردیم. نتایج نشان می دهد که با افزایش چگالی پلاسما نرخ رشد برای مسیر گروه i و ii کاهش یافته ولی برای گروه iii افزایش می یابد.