建立激光同步辐射源的初步探讨.pdfVIP

　第 14 卷 　第 5 期 强 激 光 与 粒 子 束 Vol. 14 ,No. 5 　 　2002 年 9 月 HIGH POWER LASER AND PARTICL E BEAMS Sep. ,2002 　 文章编号 : (2002) 建立激光同步辐射源的初步探讨 郭 　威, 　顾嘉辉 , 　蔡翔舟 , 　沈文庆 ( 中国科学院 上海原子核研究所, 上海 201800) 　　摘 　要 : 　进行了基于正对以及离轴几何条件下 , 电子与激光束间Compton / Thomson 散射的激光同步辐 射源的初步探讨。运用现有的直线加速器技术以及高功率、高重复频率激光器技术可以为构建超短脉冲的高 γ 亮度、准单色、可调谐的 X 和 射线源开辟一条新途径。 γ 　　关键词 : 　激光同步辐射源 ; 　Compton 散射 ; 　X 射线源 　　中图分类号 : 　TN246 　　　　文献标识码 : 　A 　　高亮度、准单色 X 射线和 γ射线的产生和应用研究是近年来迅速发展的技术领域。在工业以及不同学科 ( ) γ 例如医学、生命科学、环境科学以及材料科学等 方面日益广泛的应用 ,要求更强、更紧凑的 X 和 射线源 ,为 了满足这些要求 ,人们正在开发新一代光源。 ( ) 　　光子和非相对论电子相互作用发生汤姆孙 Thomson 散射 ,可用经典电磁理论解释。光子和相对论电子 ( ) ( β 相互作用发生康普顿 Compton 散射 ,此时需考虑到量子效应 ,可用 Compton 公式来描述。对于高速运动 ≈ ) ( ) 1 的电子更应考虑到多普勒 Doppler 效应 ,用广义康普顿公式来描述。虽然这一整套 Compton / Thomson 散 γ 射的机理早在数十年前就被人们研究清楚 ,并且人们也较早地预见到运用这一机理很可能构造出优质的 X 射线源 ,但直到最近几年 , 由于直线加速器技术以及高功率、高重复频率激光器技术上的突破性发展,才使得这 一构思可以实现。 ( ) ( ) ( ) 　　基于相对论电子束 能量高于 50 MeV 与强激光束之间的正对 headon 及离轴 offaxis 几何条件下的 γ ( ) [1 ] Compton / Thomson 散射的 X 射线源被称为激光同步辐射源