利用波导自由电子激光振荡器中的四镜蝴蝶结腔求解光谱间隙问题

作者：

夏梦琪,徐元芳,赵周宇，李鹤婷

摘要

在远红外线和太赫兹范围内产生强相干辐射脉冲是自由电子激光辐射用户群体的极大兴趣。在长波长下，衍射效应可能非常严重，因此，需要光波导来限制辐射场。但是，它也会带来一些新的现象，其中最值得关注的是光谱间隙现象：在某些特定波长下，无论电子束如何调整，波导FEL振荡器的耦合效率和输出功率都会明显下降。这种光谱间隙对实验结果有不利影响，因为许多实验需要连续的光谱扫描。在本文中，我们建议利用弓领带腔代替传统的波导FEL来解决频谱间隙问题。仿真基于中国新建的用户设施FELiChEM的参数进行。数值模拟代码OPC与改进的GENESIS相结合，首次实现了在远红外波长范围内基于蝴蝶结腔的FEL建模。仿真结果表明，这种新型结构可以有效消除光谱间隙，显著提高长波长激光器的性能。