شبیه سازی حرکت الکترون در میدان های هدایت کننده لیزر الکترون آزاد

چکیده تجزیه و تحلیل مسیرهای پایای الکترون در لیزر الکترون آزاد با ویگلر مارپیچی با میدان مغناطیسی محوری، کانال یونی راهنما و ویگلر تخت با کانال یونی راهنما با استفاده از دینامیک تک ذره ای بررسی شده است. حالتهای پایداری مدار الکترون به دست آمده و ناحیه های پایدار و ناپایدار تعیین می شود. هم چنین تابع ? برای تعیین رژیم های مثبت و منفی مورد بررسی قرار می گیرد. ملاحظه می شود که ویگلر مارپیچی واقعی با کانال یونی راهنما نسبت به ویگلر مارپیچی ایده آل متفاوتند و این دو حالت با هم مقایسه می شوند. هم چنین مسیر الکترون در لیزر الکترون آزاد با ویگلر تخت واقعی و کانال یونی راهنما بررسی شده و با ویگلر تخت ایده آل مقایسه می شوند. با استفاده از تابع ? نرخ تغییرات انرژی الکترون که باعث تغییر سرعت محوری و بهره می شود، بررسی گردیده است. هم چنین رفتار الکترون تحت اثر میدان ویگلر باریک شونده با بهره گیری از معادلات حرکت سه بعدی ذره و معادلات گسیل تابشی شبیه سازی شد. در این راستا پرتو الکترون فرودی با استفاده از مولد عددی اتفاقی گوسی تولید گردید. برای جلوگیری از آثار سه بعدی الکترون خارج از محور و افزایش بازدهی در مقایسه با روش های متداول از میدان راهنمای محوری و ویگلر پیچشی باریک شونده استفاده گردید. هم چنین دیدیم دامنه میدان تابشی وابسته به کیفیت پرتو الکترونی فرودی است. بنابراین برای به دست آوردن دامنه میدان بالاتر، پرتو الکترونی فرودی می بایست تشعشع، پراکندگی انرژی و شعاع پرتو کم تری داشته باشد . مقدار بهینه پارامتر میدان راهنمای محوری و ویگلر پیچشی باریک شونده با استفاده از مطالعات عددی به دست آمده است. با به کاربردن مقادیر بهینه، دامنه میدان تابشی 5/2 برابر نسبت به حالت متداول افزایش داشته است.