توصیف ولاسوف از لیزر الکترون آزاد با ویگلر موج الکترومغناطیسی

thesis
abstract

نزدیک به بیش از چهار دهه از ارائه ی اصول لیزر الکترون آزاد می گذرد‏‏، ولی همچنان تحقیقات پیرامون ابعاد و جزئیات آن ادامه دارد. موضوع این پایان نامه در مورد توصیف ولاسوف از لیزر الکترون آزاد با ویگلر موج الکترومغناطیسی می باشد.‎ باریکه ای الکترونی ‏نسبیتی از داخل استوانه ی رسانایی به شعاع ‎‎$‎‎r_w$‎‏‏ عبور کرده و تحت تأثیر میدان های الکترومغناطیسی‏، در مُد ‎te‎‏ تابش می کند. برای بررسی این تابش ابتدا با بکارگیری معادله ی نسبیتی حرکت‏، سرعت های اختلالی مرتبه اول را محاسبه می کنیم. سپس در چاچوب نظریه ی جنبشی‏، تابع توزیع تعادلی را بر اساس ثابت های حرکت می نویسیم و با استفاده از معادله ی ولاسوف‏، تابع توزیع های اختلالی را بدست می آوریم. سرانجام با استفاده از معادلات ماکسول‏، رابطه ی انتگرالی پاشندگی‏، تا اختلال مرتبه ی سوم‏ نوشته می شود.‏‎ در ‏ادامه به مطالعه ی روش دیگری بر مبنای توصیف ولاسوف‏ می پردازیم‏، که برای اختلال های مرتبه ی اول کاربرد دارد. بدین منظور باریکه ی الکترونی صلبی با شعاع ‎‎$‎r_b‎$‎‎‎‏ را در نظر می گیریم که از درون استوانه ای رسانا با شعاع ‎‎$‎‎r_c$‎‏ عبور می کند. در این پیکربندی‏، ویگلر مغناطیسی طولی به همراه میدان مغناطیسی محوری بر باریکه ی مذکور اثر می گذارند. سرعت ها را غیراختلالی‏، تابع توزیع اختلالی‏ را تا مرتبه ی اول و میدان های اختلالی را در مُد ‏‎te‏‎ ‏، فرض می کنیم. در اینجا نیز به کمک معادلات ماکسول‏، ماتریس رابطه ی پاشندگی را بدست می آوریم. ‏نتایج نشان داد که نسبت شعاع باریکه ی الکترونی به شعاع موجبر‏، ‏اثر مهمی بر عدد موج و ماکزیمم نقطه تشدید دارد. از طرف دیگر تغییرات هر دو کمیت مذکور تحت تأثیر افزایش میدان مغناطیسی محوری‏، قابل توجه و کاهشی می باشد. همچنین با کاهش توان ویگلر‏، عدد موج متناظر با ماکزیمم نرخ رشد و میزان این ماکزیمم‏، به صورت چشم گیری افزایش می یابند. در قسمت پایانی این تحقیق‏، لیزر الکترون آزاد را بدون ویگلر و در حضور کانال یونی‏، با در نظر گرفتن خودمیدان ها، و با استفاده از روش دوم بررسی می کنیم. نتایج این مطالعات‏ بیان می کند‏ که‏، شدت کانال یونی اثر قابل ملاحظه و مستقیمی بر عدد موج و ماکزیمم نقطه ی تشدید دارد. همچنین تغییرات نسبت شعاعی‏، تأثیر مستقیم و زیادی بر ماکزیمم نرخ رشد‏‏، و تأثیر معکوس و کمی بر عدد موج متناظر با این ماکزیمم دارد. علاوه بر این حضور خودمیدان ها اثر ناچیزی را بر پارامترهای نرخ رشد نشان می دهند.

First 15 pages

Signup for downloading 15 first pages

Already have an account?login

similar resources

بررسی‌ مسیر‌های الکترون در لیزر الکترون آزاد با میدان ویگلر مارپیچی واقعی و کانال یونی راهنما

  A detailed analysis of electron trajectories in a realizable helical wiggler free electron laser with ion channel guiding using electron (single particle dynamics) is presented. Conditions for stability of electron orbit have been investigated, calculations are made to illustrate. Conclusion shows that there are differences stable (unstable) condition(s) electron trajectories between ideal he...

full text

لیزر الکترون آزاد با ویگلر مغناطو استاتیکی

لیزرهای الکترون آزاد از باریکه ی الکترونی استفاده کرده الکترونها را در حین عبور از میان یک نوسان ساز یا یک ویگلر وادار به نوسان می کنند. از آنجا که باریکه ی الکترونی خصیصه هایی از پلاسماهای غیر خنثی را از خود به نمایش می گذارند مطالبی راجع به پلاسما مطرح کرده ایم. انتشار امواج در پلاسماها، نوسانات لانگمویر، امواج بار – فضا و امواج الکترومغناطیس بحث شده اند. همچنین معادلات اساسی بر هم کنش لیزر و...

15 صفحه اول

بررسی مسیر الکترون در میدان ویگلر لیزر الکترون آزاد

این پایان نامه شامل سه فصل میباشد. در فصل اول اساس کار لیزر الکترون آزاد را به اختصار بررسی کرده و اشاره ای گذرا به تاریخچه لیزر الکترون آزاد و چشم انداز آینده آن میشود. همچنین در این فصل ویگلر و انواع آن معرفی میشود. در فصل 2 مسیر الکترون در میدان ویگلر مارپیچی (ایده آل و واقعی) و در فصل 3 مسیر الکترون در میدان ویگلر تخت (ایده آل و واقعی) مورد بررسی قرار میگیرد. روش کار به این ترتیب است که ابت...

15 صفحه اول

لیزر الکترون آزاد با ویگلر انباشته از پلاسما

در این پایان نامه، لیزر الکترون آزاد با ویگلر انباشته از پلاسما با استفاده از مدل جنبشی و مدل سیالی مورد بررسی قرار می گیرد. در مدل جنبشی با استفاده همزمان از معادلات ماکسول و معادله ولاسوف و با یک تابع توزیع مناسب برای بیم الکترونی و پلاسمای زمینه رابطه پاشندگی را بدست می آوریم. و همچنین با استفاده از مدل سیالی رابطه پاشندگی را با در نظرگرفتن جفت شدگی بین میدان ویگلر و موج بار-فضا در سرعت عرضی...

15 صفحه اول

لیزر الکترون آزاد با ویگلر هلیکال و کانال پلاسمایی راهنما

طرحی از یک لیزر الکترون آزاد که از یک موج ویسلر به عنوان یک ویگلر کند-موج الکترومغناطیسی استفاده می کند به صورت تئوری مورد مطالعه قرار گرفته است . باریکه ی الکترونی که در معرض میدان های عرضی ویگلر موج ویسلر قرار دارد ، به عنوان منبع انرژی مورد نیاز برای تابش الکترومغناطیسی است . قدرت و دوره ی میدان ویگلر بستگی به پارامترهای محیط پلاسمای مغناطیده دارد . این ساختار ، قابلیت کنترل پذیری بالاتری به...

15 صفحه اول

بررسی مسیر های الکترون در لیزر الکترون آزاد با میدان ویگلر مارپیچی واقعی و کانال یونی راهنما

مسیرهای الکترون در لیزر الکترون آزاد با میدان ویگلر مارپیچی واقعی و کانال یونی راهنما تجزیه و تحلیل شده و حالتهای پایدار و ناپایدار مدار الکترونی به دست آمده است. نتایج نشان می دهند پایداری مسیرهای الکترون (تک الکترون) در ویگلر مارپیچی واقعی که در فضای سه بعدی مورد بررسی قرار می گیرد در مقایسه با ویگلر مارپیچی ایده آل که در مختصات دو بعدی قبلا به دست آمده است اختلاف دارد. این موضوع مورد بحث قرا...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


document type: thesis

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده علوم

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023