Генерация когерентного рентгеновского излучения гармоник в однопроходном лазере на свободных электронах со сдвигом фаз электронов относительно фотонов

Проведено теоретическое исследование эволюции банчинга (коэффициентов группировки) и мощности излучения гармоник в однопроходном лазере на свободных электронах (ЛСЭ), в котором осуществляется периодический сдвиг фаз между электронами и фотонами в промежутках между ондуляторами с гармониками магнитного поля. С помощью аналитического расчета выявлены конфигурации магнитного поля асимметричного эллиптического и плоского ондуляторов, которые позволяют несколько ослабить основной тон и усилить отдельные высшие гармоники. Для анализа эволюции мощности и коэффициентов группировки использована феноменологическая модель ЛСЭ, описывающая нарушение группировки между каскадами ондуляторов и повышенную чувствительность электрон-фотонного взаимодействия на длинах волн высших гармоник к разбросу энергии, размеру и отклонению пучка от оси и др. Аналитически исследованы выражения для коэффициентов Бесселя плоского и эллиптического ондуляторов с гармониками поля. Предложено применение этих ондуляторов в ЛСЭ со сдвигом фаз для увеличения мощности высших гармоник в рентгеновском диапазоне до 100 раз по сравнению с обычными ЛСЭ.