Введение к работе
Актуальность проблемы. Нарастающий интерес к свободно-свободным переходам связан с возможностью реализации двух проблем: создание когерентных источников коротковолнового пзлучеппя (рептгеиовекпх и у -
лазеров) н лазерных ускорителей заряженных частиц высоких анергий. Если исследование лазерпого излучения с материальными средами (атомы, молекулы) привело к быстрому установлению нового направления -нелинейной онтпки н спектроскопии, то исследования свободно-свободных переходов паходятся еще в стадии развития. Достаточно отметать, что первые эксперименты по наблюдению многофотопного поглощения или излучения свободными электронами в ноле лазерпого пхчучення (в черепковском, тормозном процессах п в магнитном ондуляторе) удалось реализовать лишь за последние десятилетня.
Поскольку в лазерах на свободных электронах (ЛО) пет ограничении на частоту излучения, имеющего мест в оптических квантовых генераторах, то ЛСЭ приобретает особую важность благодаря непрерывности частоты во всем диапазоне. Следовательно, в зависимости от природы процесса излучения можно достигнуть источников когерентного излучения в совершенно противоположных областях спектра: от радиоволн до инфракрасных и от реттеновских до у -частот. С этой точки зрения
представляется актуальным изучение нпдуцироваппых процессов на свободпых электронах как в диэлектрических волповодах (пнжеонтпческая область), так и в условиях каналнроваппя в кристаллах. Преимущество первого процесса заключается в том, что электронный пучок движется в вакууме пад диэлектриком, а волна распространяется внутри диэлектрика в режиме полного пнуїрешіего отраження-новер.хпостный черепковский эффект, что позволяет избежать негативных влияний среды (многократное рассеяние электронов на атомах, ионизационные потерин н т.д.). Преимущество второго процесса обусловлено тем, что излучение капалнрованшдх частиц обладает двумя важными качествами: частота
излучения лежит в коротковолновой области, в основном, в рентгеновском и у -диапазонах, с резким максимумом спектральной интенсивности,
существенно превосходящей интенсивность остальных механизмов
излучения.
Цель работы. Исследовать индуцированные процессы каналироваппого и
поверхностного черепковского излучений для нелинейного усиления
рентгеновского излучения в кристаллах и от миллиметровых до
инфракрасных волн в диэлектрических волноводах с пезамагничеппыми
электронными пучками в линейном режиме.
Научная повизда работы. Для достижения заметного усиления
капалироваппого рентгеновского излучения в линейном режиме требуемые
плотности токов электронов гораздо превосходят и существующие, и
допустимые в кристаллах значения. Поэтому впервые в настоящей работе
исследуются нелинейные режимы усиления каналировашюго рентгеновского
излучения.
Линейный режим усиления поверхностного черепковского излучения на сильно замапшчешшх электронных пучках в диэлектрических волноводах систематически исследован как теоретически (одномерная задача), так и экспериментально в работах Уолта со соавторами [1]. Однако, требуемые магнитные поля для замораживания поперечных степеней свободы электронов уже в ипфракраспой области усішеиия превосходят существующие их статические значения. Поэтому представляет определенный интерес исследование этого процесса пезамагничеппыми пучкамл (трехмерная задача), тем более, что уже имеются экспериментальные результаты [2]. Кроме того, в последнее время развивается курьезная концепция [3], согласно которой, без наличия допатянтельпого "четвертого" тела (внешпее магнитное ноле, газовая среда и т.д.) коэффициент усиления поверхностного черепковского лазера, а также вероятности индуцированных эффектов в этом процессе равны пулю. Показана ошибочность этой концепции. Исследованы разные режимы
іннейиого усиления и квантовая динамика новерхпосшого черепковского
іроцесса незамагнпчегшыми пучками.
фактическая ценность иолучепных результатов обусловлена значением
іазера на свободных электронах как в выше- так и пнжеонтическом
щапазонах.
Чнробация работы. Основные результаты диссертационной рабопл
юкладывалпсь на семинарах кафедры теоретической физики и НИ
іабораторип физики плазмы ЕГУ, на 5-ой Еврофизпческой конференции но
ітомпой и молекулярной физике (Эдинбург, Великобритания, 1995), па
европейской конференции но квантовой электропике (CLEO/Europe-
iQEC'96, Гамбург, Германия, 1996), на 17-ой Международной
іоііфі'річщіш но рі'ігт'ііоигкому излучении) и поверхностным процессам
"X-iay and Inner-She!! Processes", 1'амбург, Германия, 199()), па
Международной школе по квантовой ошикс и новым источникам излучения
МЦТФ, Триест, Италия, 1997).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ и одпа отнравлепа
і печать.
Структура диссертации. Диссертацші состоит из Введения, трех глав,
Заключения и Списка цитированной литературы.
