自由电子激光物理与技术  082700M02019H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:一级学科普及课 | 任课教师:刘波,焦毅,邓海啸
授课时间: 星期三,第5、6、7 节
授课地点: 学园三348
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14
课程编号: 082700M02019H 课时: 42 学分: 3.00
课程属性: 一级学科普及课 主讲教师:刘波,焦毅,邓海啸 助教:
英文名称: Free Electron Laser Physics and Technologies 召集人:

教学目的、要求

本课程为核技术及应用二级学科研究生专业核心课,要求选课同学在完成电磁学和经典电动力学学习的基础上,通过本课程学习,掌握自由电子激光物理的基本概念和理论,了解自由电子激光相关技术的现状与发展。本课程重点讲授自由电子激光物理,自由电子激光设计基础,选择性的讲授与自由电子激光相关的关键技术的前沿进展,为学生进入自由电子激光物理与技术研究领域提供物理和技术基础。

预修课程

电动力学、电磁学

教 材

1.自由电子激光物理介绍(英文影印版),K.Kim, Z. Huang, R. Lindberg
2.极紫外和软X射线自由电子激光,P. Schmuser, M. Dohlus, J. Rossbach

主要内容

第一章:导论(6学时)
1. 光源的物理表述
2. 相对论电子同步辐射
3. 波荡器辐射
4. 自由电子激光发展历史概况
5. 自由电子激光特点、应用与分类
第二章:低增益自由电子激光物理(6学时,教学重点)
1. 电子束流与光波的能量交换
2. 自由电子激光摆方程
3. 自由电子激光增益和Madey定理
4. 振荡器型自由电子激光
第三章:高增益自由电子激光(9学时,教学重点)
1. 电磁场与Maxwell方程
2. 电子束的群聚
3. 自由电子激光方程
4. 自放大自发辐射(SASE)
5. 种子型自由电子激光(seeding)
第四章:自由电子激光的三维效应(9学时,教学重点)
1. 衍射与Optical Guiding
2. 束流发射度与聚焦
3. 运动方程
4. 滑移效应
5. 自由电子激光的数值模拟
第五章:自由电子激光装置设计(4学时,教学重点)
1. 自由电子激光装置基础
2. 总体参数的选择
3. 直线加速器
4. 自由电子激光放大器
第六章:自由电子激光关键技术(5学时,教学重点)
1. 高亮度注入器
2. 高性能加速结构
3. 高精度波荡器
4. 飞秒级同步技术
5. 自由电子激光诊断技术
第七章:自由电子激光装置调试与发展前沿(3学时)
1. 自由电子激光装置调试
2. 自由电子激光发展前沿

参考文献

1.自由电子激光物理介绍(英文影印版),K.Kim, Z. Huang, R. Lindberg
2.极紫外和软X射线自由电子激光,P. Schmuser, M. Dohlus, J. Rossbach