磁绝缘传输线振荡器中辐射场的非线性行为.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) 磁绝缘传输线振荡器中辐射场的非线性行为 郝建红1 ,2 , 　丁 　武3 ( 1. 石家庄师范专科学校 物理系 , 河北 石家庄 050801 ; 2 . 中国工程物理研究院 研究生部, 北京 100088 ; 3 . 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088) 　　摘 　要 : 　导出了磁绝缘传输线振荡器(MILO) 中辐射场的非线性演化方程 ,并讨论了在临界值点附近可 ( ) γ 能出现非线性不稳定解的条件。结论是 : 1 非线性增长速率与线性增长速率的比值 g 1. 2 ,且远离 g + = 1 ( γ ) 为非线性相位增长率与线性相位增长率的比值 点时 ,出现非稳定解的失谐量临界值很小 ,而线性增长速率 临界值临界值很大 ,容易出现非稳定解 ; (2) 当 g ≥1. 2 时 ,任意小的失谐量都可以使场出现非稳定解 ; (3) 线性 增长速率越大 ,越不容易出现非稳定解。 ( ) 　　关键词 : 　磁绝缘传输线振荡器 MILO ; 演化方程 ; 非线性 ; 失谐量 ; 增长率 ; 临界值 　　中图分类号 : TN752. 5 　　　　文献标识码 :A 　　非线性问题是当前物理学中的一个非常活跃的前沿课题 ,其研究渗透在各个学科之中。H. L . Berk ,B. N. Breizman 和 M. S. Pekker 研究了具有耗散结构的动力学系统在临界值点附近不稳定性的非线性理论 ,推出了 波粒子相互作用演化的一个普适积分方程 ,形成了 BBP 模型[1～3 ] ,用于描述系统中出现的不稳定和非线性现 象。在电子束产生的相干辐射器件中 ,这方面工作做的较多的是自由电子激光器。一组自洽的非线性方程已 成为研究自由电子激光各种问题的基本方程 ,但是大部分工作只作到了饱和阶段[4～6 ] 。研究相干辐射器件中 辐射场的非线性演化及可能出现的各种非线性现象 ,对于深入分析器件中辐射场的演进 ,提高输出功率或拓宽 [7 ] ( ) 频带 ,改善输出性能具有重要的意义。B. Levush 等人 已对带有端头反射的返波管振荡器 BWO 的非线性 行为作了分析 ,并在数值分析中将多个参数简化为三个 :反射系数 R , 归一化长度 L nor 、束流与起振电流之比 χ χ