مقایسه تاثیر ویگلرهای افقی و تخت باریک‌شونده بر روی شتاب الکترون توسط موج پلاسمایی در مکانیسم معکوس لیزر الکترون آزاد

در مکانیسم معکوس لیزر الکترون آزاد (ifel)، بیم الکترونی و لیزر هم‌زمان از طریق یک ساختار مغناطیسی که ویگلر نامیده می‌شود عبور می‌کنند. در این مکانیسم، برعکس لیزر الکترون آزاد، انرژی از بیم لیزر به الکترون‌ها منتقل می‌شود. در این مقاله، شتاب الکترون در این مکانیسم در حضور یک موج پلاسمایی و با در نظر گرفتن دو ساختار ویگلری متفاوت بررسی می‌شود. نتایج نشان می‌دهد در فواصل طولی حدود 0.5 میلی‌متر در راستای انتشار موج پلاسمایی، حضور ویگلرهای متفاوت تاثیر چندانی بر روی شتاب الکترون نخواهند داشت. اما در فواصل طولانی‌تر که الکترون‌ به انرژی لازم برای اندرکنش با موج پلاسمایی می‌ر‌سد، نقش ویگلرها در افزایش شتاب الکترون بسیار قابل توجه می‌باشد. در حضور ویگلر تخت باریک‌شونده، الکترون‌ها در فاصله طولی حدود 2 میلی‌متر، به انرژی حدود 250mev می‌رسند. در حالیکه، در حضور یک ویگلر افقی، با همان دامنه میدان مغناطیسی، به انرژی حدود 300mev می‌رسند. این روند افزایشی در فواصل طولانی‌تر بیش‌تر قابل مشاهده می‌باشد. نتایج این مقاله می‌تواند در طراحی و ساخت شتابدهنده‌های ذرات بر مبنای ifel حائز اهمیت باشند.

مکانیسم IFEL، ویگلر افقی، ویگلرتخت باریک‌شوند، کانال یونی

In IFEL the laser and electron beam co-propagate through a magnetic configuration named wiggler. In this mechanism, in contrast to the FEL, energy transfers from laser to the electron. In this paper, the electron acceleration is investigated in presence of a plasma wave by considering two wigglers. The results show in distance of 0.5 mm, in the wave propagation direction, the wigglers have no any effect on the electron acceleration. But, in longer distances, they have a significant role. In the presence of a tapered planner wiggler, electrons gain energy about 250MeV, in distance of 2mm. while, in presence of a longitudinal wiggler with the same magnitude, the electron energy gain is 300MeV. The results of this paper are of significance in the design and construction of the accelerators in the IFEL mechanism.