Квантовая кинетическая теория лазеров на свободных электронах во внешнем поле произвольной амплитуды

Методом квантового кинетического уравнения вне рамок теории возмущений по амплитуде внешнего поля рассчитаны коэффициенты усиления и насыщения лазера на свободных электронах (ЛСЭ) в коллинеарной геометрии слаботочного релятивистского пучка и двух вакуумных циркулярно-поляризованных электромагнитных волн. Анализируется механизм насыщения полезного сигнала в ондуляторном ЛСЭ. Амплитуда насыщенного сигнала получена прямым квантово-кинетическим расчетом и с помощью оценок из уравнения Клейна–Гордона. Результаты совпадают с точностью до постоянного множителя. Показано, что точный учет внешнего поля не сводится к простой замене реальной массы электрона на эффективную. Это проявляется в отличии формулы для длины волны полезного сигнала ЛСЭ от известной в литературе и в наличии добавочного вклада в коэффициент насыщения.