Способ генерирования направленных пучков электромагнитного излучения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК я)5 Н 05 Н 7/00 фцмдЮЗОМ611 ЕНТЬ;: Ц Д;ЦЫЦ Й,1 Ь л, с ИСАНИ БРЕТЕНИ ние, Сво унца, П М,М.Те ства и приев, с англ. нова. - М.; В.Я, Ондуляторное атомиздат, 1988, с. ВАНИЯ НАПРАВ- ТРОМАГНИТНОк ускорительользовано при токов электроизобретения - ения и интегСпособом. твляютследующим об вдоль ды поют тасловие перечЭлектроноси Е двойнолей каждогоким образомдипольностидлных колебаниаваЬ/2 лу олебании электрон литуда поперечных ятивистский факто де а-аму - ре Ее/щс 2.Амплиту дулятора и вия обеспе пространств ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) СПОСОБ ГЕНЕРИРОЛЕННЫХ ПУЧКОВ ЭЛЕКГО ИЗЛУЧЕНИЯ(57) Изобретение относитсяной технике и может быть испгенерации направленных помагнитного излучения. Цельсужение углового распреде Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для генерации направленных пучков электромагнитного излучения с помощью электронных пучков высокой энергии, получаемых на ускорителе.Целью изобретения является сужение углового распределения и интегрального по углу частотного спектра излучения.На чертеже изображена схема двойного двухпериодного ондулятора, позволяющая осуществить предлагаемый способ генерации излучения. Здесь А- пространственный период знакопеременного линейно . поляризованного магнитного поля, перпендикулярного оси Е; А -пространствен-. ный период циркулярного (спирального) магнитного поля, перпендикулярного оси ..,Ж 1823162 А рального по углу частотного спектра излучения. Для этого на пучок электронов высокой энергии, движущейся во внешнем пространственно-периодическом магнитном поле ондуляторов или электромагнитных волн, что обеспечивает быстрые колебания электронов с периодом Аи амплитудой а, воздействуют дополнительно возбужденным магнитным полем с пространственным периодом Л2 л Л , Это приводит к появлению дополнительных более медленных циркуляционных колебаний электронов с периодом Х и амплитудой А,2 л а 1. Кроме того, приводятся аналитические выражения, регламентирующие выбор периода и амплитуды дополнительного поля и число периодов быстрых и медленных колебаний. 2 з,п. ф-лы, 1 ил. ныи пучок направляюто ондулятора, Амплитондулятора ограничивчтобы выполнялось уя высокочастотных ий электронов ду поля длиннопериодного онего период подбирают из услочения медленных колебаний сенным периодом(5) 0 =1,2 Лв /О,(8) где к2 числовой параметр, пропорциональный кратности уменьшения углового размера пучка излучения и амплитудой Агисло периодов колебаний электрона в ондуляторах на пути воздействия пространственно периодическими магнитными полями подбирают в соответствии с ограничениями где й - число периодов Л ;и - число периодов Я;Ь 3/Л - минимальная относительная полуширина спектра излучения, на которую рассчитывается источник излучения.Для расчета спектрально-углового распределения интенсивности излучения обычноо пол ьзуются формулой для 30 фурье-компоненты электрического поля излучения в волновой зоне где и - частота излучения; 401 =- а й/с - волновой вектор;и - единичный вектор, задающий напрввление излучения;Р - скорость электрона в единицах скорости света;45р - расстояние от ондулятора до точки наблюдения;ЙТ - полное время пролета электрона через ондулятор.В соответствии с (5) поле излучения, ге нерирувмое электроном в результате прохождения через ондулятор, можно представить как сумму полей излучения элементарныхых излучателей, расположенных вдоль траектории электрона. Суммирова ние должно проводиться с учетом эффекта запаздывания, т,е. с учетом относительного сдвига фаз излучателей, зависящего от скорости электрона и координат излучателя. Отсюда видно. что в итоге спектральное и угловое распределение суммарного поляизлучения электрона будут зависеть от формы его траектории.8 случае дипольного ондуляторного излучения общее поле излучения имитируется полем движущегося дипольного излучателя или соответственно полем линейной цепочки сфаэированных дипольных излучателей. Оно оказывается направленным и сосредоточено в пределах угла 1/ ). Под заданным углем излучения 0 излучается определенная длина волны Л( 0)с шириной ЬЛе/4 = 1/И (б) где Йч - число периодов в ондуляторе-прототипе.Для плоского ондулятора Л, =Л (1+ 2 +)0)/2)Р где А, - период ондулятора;К - постоянная ондулятора, определяемая величиной отклоняющего поля. В дипольном приближении К1,В предлагаемом же способе при соблюдении условий (1)-(4) спектр элементарных излучателей остается дипольным, соответствующим высокочастотным колебаниям в короткопериодном ондуляторе.Низкочастотные колебания при тех же условиях приводят к адиабатическому изменению поперечных координат дипольных излучателей в некоторых ограниченных пределах. Область, занимаемая излучателями, становится двумерной, а в общем случае и трехмерной. Иаличие конечных поперечных размеров у источника излучения приводит к появлению интерференционн ых максимумов и увеличению направленности излучения,Сильный эффект достигается в случае, когда излучатели описывают в поперечной к оси 2 плоскости не кривую, а некоторую площадь, например, круга. Очевидно, что угловые размеры пучка излучения в этом случае определяются размером дифракционного максимума где О - диаметр сечения пучка излучения.Формула (8) качественно иллюстрирует эффект сужения углового распределения излучения предлагаемым способом за счет увеличения поперечных размеров источника излучения.(Аг ,/2 тра) ) (ЬА,/Я, ) оставительЕ, Громовехред М.Моргентал Корректор Л,филь дакто аказ 2188 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патен", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 чивающее дополнительные циркулярные колебания электронов, период Ли амплитуда Аг которых удовлетворяют выражениямЛ 2 А и Аг 2 л а. 5 2. Способ. по п,1, о т л и ч а ю. щ и й с я тем, что, с целью повышения монохроматичности в интегральном по углу частотном спектре излучения, амплитуды магнитных 10 полей, обеспечивающих поперечные колебания электронов, выбирают иэ условия дипольности соответствующих колебаний а 1 Ь/2 лу, АгЛ/2 жу, где у релятивистский фактор электрона, при этом 15 амплитуду дополнительного магнитного поля вдоль траектории электронов меняют адиабатически без нарушения условия дипольности колебаний2 л а3 г 5 АтвасЛе/2 л 7 3. Способ оопп.1 и 2, отл ича ю щийс я тем, что число периодов основного поля Йе, число периодов дополнительного поля п и амплитуды этих полей ограничивают снизу следующими условиями где ЬЯ/Л - минимальная допускаемая энергетическим разбросом электронов относительная Ширина спектра, на которую рассчитан источник излучения,