掺杂超晶格量子阱的沟道效应与沟道辐射-强激光与粒子束.PDF

第 卷 第 期 强 激 光 与 粒 子 束 ， ２０ ４ Ｖｏｌ．２０Ｎｏ．４ 　 　 　 年 月 ， ２００８ ４ ＨＩＧＨ ＰＯＷＥＲＬＡＳＥＲＡＮＤＰＡＲＴＩＣＬＥＢＥＡＭＳ Ａ ｒ．２００８ 　 ｐ 　 文章编号： （ ） １００１４３２２２００８０４０６７５０４ 　 掺杂超晶格量子阱的沟道效应与沟道辐射 １ １ ２ 罗晓华 ， 何 为 ， 邵明珠 　 　 　 （ 重庆大学 电气工程学院，重庆 ； 东莞理工学院 电子工程系，广东 东莞 ） １． ４０００４４ ２． ５２３１０６ 摘 要： 分析了超晶格量子阱的沟道效应和沟道辐射，利用正弦平方势描述了掺杂超晶格量子阱沟道粒 　　 　 　 子的运动行为，并在经典力学框架内，把粒子的运动方程化为摆方程。用Ｊａｃｏｂｉａｎ椭圆函数和椭圆积分解析地 给出了系统的解和粒子运动周期，导出了量子阱沟道辐射的辐射强度和辐射能量。结果表明，对于能量为 １００ 左右的电子，辐射能量可达 量级（ 能区）。指出了用量子阱沟道辐射作为 激光或 激光的可能 ＭｅＶ ｋｅＶ Ｘ Ｘ γ 性。 关键词： 量子阱沟道辐射； 正弦平方势； 超晶格； 摆方程 　　 　 　 　 　 中图分类号： ； 文献标识码： Ｏ４７１．５ Ｏ５７１．３３ Ａ 　　 　 　 　　　　 　 自从 世纪 年代中期美国斯坦福大学研制成功第一台自由电子激光器以来，自由电子激光的应用越 ２０ ７０ 　　 来越广泛。后来，人们又把注意力集中在如何获得短波长、大功率的自由电子激光器上。但是，要用传统的自 由电子激光器把自由电子激光推向更短的波长将在技术上遇到严重挑战。比如，摆动频率不能做得很高（或相 邻磁极之间的距离不能太小），而摆动场强度也不能做得很强，即使采用超导技术也不过 １０Ｔ左右；再加上随 着频率的增加，谐振腔的概念也不复存在。试图利用自由电子激光器来获得 激光或 激光将面临一场观念 Ｘ γ 更新和技术革命。如果将自由电子激光同带电粒子沟道辐射概念相结合，可把辐射频率推进到 能区或 能 Ｘ γ ［ ］ １４ 区。近年来，人们正试图把沟道辐射改造为 激光或 激光 ，但是沟道辐射的强度太低，应用前景受到限