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试议散射电磁波摇摆器短波长自由电子激光非线性论述论文提纲格式范文
;二是激光强度因子出现在散射频率表达式的分母上。当相对论性电子在强场中运动,其质量转移与场强度有定量联系。为得到短波长自由电子激光,我们需要“蓝移逆Compton”散射,此时电子能量转化为光场能量。由此可以通过调节激光场的强度(?)使得光谱处于“蓝移逆Compton”区域。强场条件下,随吸收光子数n的增加,光子发射微分几率
摘要:相对论性自由电子与强激光场作用时,体现出一些非线性现象,不同于常规的康普顿散射,使得短波长自由电子激光的探讨进入一个全新的领域。提出了获得短波长自由电子激光的一种新案例,即通过探讨相对论性电子与强场的对撞,可以在背散射方向获得短波长的散射光。此外,为扩展在背散射方向各谐波光谱的范围,本论文首次采取圆极化强电磁场和强磁场共同充当摇摆器,这对于改善背散射方向获得短波长自由电子激光具有十分重要的作用。本论文主要以两种论述模型来探讨相对论性电子与强激光场散射的作用机制:一是基于强场QED半经典论述,探讨策略是将光场看做外场,作用历程吸收多个光子,发射一个新光子;二是采取经典论述,以哈密顿—雅可比方程出发,探讨相对论性电子与强激光场的散射历程。主要探讨了强场条件下的一些非线性现象、重点讨论了对撞情形下散射频率及光子发射几率表达式、在背散射方向产生谐波光谱、并对微分散射截面进行了推导和数值浅析。全文内容共分六章:第一章绪论,介绍自由电子激光的进展与运用,概述电磁波摇摆器短波长FEL非线性论述进展及探讨近况,提出获得短波长自由电子激光的一种新案例。第二章介绍相对论性自由电子在强场摇摆器中运动的量子电动力学论述,并介绍处理电子在外场中发射光子不足的半经典策略。第三章采取强场QED半经典论述,使相对论性电子与强激光发生对撞,在背散射方向可获得最短波长的的散射光子。探讨强场条件下的一些非线性现象、重点讨论了相对论性电子和圆极化强平面电磁波场对撞情形下的散射频率及光子发射几率表达式,并通过剖析和数值浅析。结果表明,强度效应对散射频率的非线性影响主要体现在两方面:一是电子可以吸收更多的光子,非线性首先体现在作用的光子数目上;二是激光强度因子出现在散射频率表达式的分母上。当相对论性电子在强场中运动,其质量转移与场强度有定量联系。为得到短波长自由电子激光,我们需要“蓝移逆Compton”散射,此时电子能量转化为光场能量。由此可以通过调节激光场的强度(?)使得光谱处于“蓝移逆Compton”区域。强场条件下,随吸收光子数n的增加,光子发射微分几率呈下降走势,n = 1的基频谐波对应的光子发射几率处于主导地位,光子发射几率的贡献主要来自基频谐波。在背散射和向前散射方向只有基频谐波有贡献,对于高次谐波,在背散射方向有一个“死锥角区”。第四章采取经典论述探讨了相对论电子在横向圆极化平面电磁波的时空位置、动量、能量的普遍表达式。并通过洛伦兹变换将电子坐标系中n次谐波单位立体角平均辐射功率表达式转换为实验室坐标下的n次谐波单位立体角平均辐射功率表达式。重点讨论了相对论电子与强激光场对撞,在背散射方向产生谐波光谱,并对微分散射截面进行了推导和数值浅析。结果表明:微分散射截面与初始条件、散射光子的出射方向有关。考虑圆极化强场的背散射情形,只有n =1的基频谐波,微分散射截面不为零,由此利用对撞情形的散射可以在高能电子运动方向上获得最大频率的相干光子。提升电子能量有利于产生高频光,而无限度地提升光强将不利于产生高频光。所以要利用非线性背散射来做短波光源,入射光场的强度要选择适当,不能过高也不能过低,过高则会提升对电子能量的要求,过低则非线性效应不显著。第五章采取圆极化强电磁场和强磁场共同充当摇摆器,主要讨论了电子的动力学方程、散射频率以及功率微分散射截面。以δ函数可以看到背散射谱是由n次谐波构成,对于探讨背散射方向短波长自由电子激光提出了一大胆的尝试。第六章总结,概括本论文的主要结论,指出利用强场充当摇摆器,不断改善短波长自由电子激光的非线性论述。 关键词:自由电子激光论文 非线性Compton散射论文 半经典QED策略论文 圆极化强场论文
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    中文摘要6-8

    ABSTRACT8-11

    第一章 绪论11-17

    §1.1 自由电子激光的进展史及国内外探讨动态11-13

    §1.2 自由电子激光的特性及运用13-14

    §1.3 电磁波摇摆器短波长FEL非线性论述的探讨进展14-15

    §1.4 本论文的探讨目的及作用15-17

    第二章 相对论性电子在电磁波摇摆器中的运动17-23

    §2.1 相对论电子与静磁摇摆器作用的“虚光子”论述17-18

    §2.2 传统电磁波摇摆器中相对论性多普勒频移18-19

    论文摘要

    §2.3 相对论性电子与电磁波摇摆器作用的 QED 半经典论述19-23

    §2.3.1 相对论电子在圆极化平面电磁波场中的运动19-20

    §2.3.2 相对论电子在圆极化平面电磁波场中发射光子的跃迁20-23

    怎样写开题报告

    第三章 相对论电子与强激光场散射非线性浅析23-35

    §3.1 相对论电子和圆极化平面电磁波场对撞散射频率特性23-24

    §3.2 背散射条件下获得短波长散射光讨论24-25

    §3.3 实现“蓝移逆 Compton”效应光场强度及吸收光子数要求25-26

    §3.4 相对论电子在圆极化平面电磁波场中光子发射几率26-32

    §3.4.1 光子发射几率与伦兹不变量x数值浅析26-28

    §3.4.2 光子发射几率与散射光频率的微分联系及数值浅析28-30

    §3.4.3 光子发射几率角分布及数值浅析30-32

    §3.4.4 光子发射几率谱与临界场强度联系探讨32

    怎样写开题报告

    §3.5 小结32-35

    第四章 相对论电子与强激光场散射经典论述35-49

    §4.1 物理模型35-36

    §4.2 实验室坐标系下相对论电子动量和能量普遍表达式36-37

    §4.3 电子坐标系下相对论电子位置坐标表达式37

    §4.4 实验室坐标系与电子坐标系下散射频率的洛伦兹变换37-38

    §4.5 相对论电子与圆极化平面电磁场作用散射频率推导38-40

    §4.6 实验室坐标下的 n 次谐波单位立体角平均辐射功率表达式40-43

    §4.7 微分散射截面43-47

    §4.7.1 实验室坐标系下微分散射截面表达式推导43-44

    §4.7.2 实验室坐标系下微分散射截面数值浅析44-47

    §4.8 小结47-49

    第五章 含导引磁场电磁波泵自由电子激光论述探讨49-57

    §5.1 物理模型49-50

    §5.2 相对论电子在混合场中的动力学轨迹表达式50-53

    §5.3 圆极化平面电磁波场中相对论电子运动方程53

    §5.4 圆极化平面电磁波场中相对论电子辐射能量谱分布53-55

    §5.5 圆极化平面电磁波场中相对论电子功率微分散射截面55-56

    §5.6 小结56-57

    第六章 总结57-59

    参考文献59-65

    怎样写提纲

    攻读硕士学位期间完成的论文65-67

    致谢67

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