[发明专利]大功率连续辐射伽马激光器

摘要

一种大功率连续辐射伽马激光器，属物理仪器、能源、军工领域。其特征是，在自由电子激光器中，在与电子束相反的方向上，对着电子束输入高功率普通激光，入射电子束的速度和入射的激光的波长要满足(1)‑(2)式；对于大功率伽马激光器，入射电子的数密度ρ_e满足ρ_e≥ρ_e0，ρ_e0满足(6)式；电子束通过的管道是圆筒形的，不仅仅分布有周期排列的扭摆磁铁，而且与电源正极相连。这种激光器能够更容易地实现可控核聚变，解决能源问题；在科研、工业和兵器领域有重要的不可代替的作用。

主权项

一种大功率连续辐射伽马激光器，其特征是，在自由电子激光器中，在与速度为v的电子束相反的方向上，对着电子束输入频率为ω的高功率普通激光，入射电子束的速度v和入射激光的波长λ＝c/ω要满足$\frac{{\mathrm{\λ}}_W}{v}=\frac{{\mathrm{\λ}}_W+{\mathrm{n\λ}}_f}{c},---\left(1\right)$式中，λ_W是扭摆磁场的周期，β＝v/c，c是光速，n＝1，2，3…，ω是与电子束方向相反的入射普通激光频率，λ_f与ω_f分别是出射激光的波长与频率，是普朗克常数，m是电子质量；对于大功率伽马激光器，入射电子的数密度ρ_e满足ρ_e≥ρ_e0，ρ_e0满足${\mathrm{\ρ}}_{e0}(1+\mathrm{\β})l{\left(\frac{{\mathrm{d\σ}}_{{\mathrm{\λ\λ}}^{\′}}(\mathrm{\α}=0)}{d\mathrm{\Ω}}\right)}_{lab}={\mathrm{\ρ}}_{e0}\frac{l{(1+\mathrm{\β})}^2}{1-\mathrm{\β}}{\left(\frac{{\mathrm{d\σ}}_{{\mathrm{\λ\λ}}^{\′}}}{d\mathrm{\Ω}}\right)}_{p=0}=1,---\left(3\right)$式中，为周期扭摆磁场的管道长度，也是电子与反向入射光子对撞区间的长度；Ω是散射后动量为的方向角，α是散射后光子动量与入射电子动量的夹角，λ、λ′分别是极化矢量分别为的入射光和散射光的波长，左边含的括弧一项是在实验室参照系电子‑光子背散射的微分散射截面；右边含的括弧一项是在电子动量p＝0参照系电子‑光子背散射的微分散射截面；电子束通过的真空管道由导体制作，是圆筒形的，管道的壁上周期性地排列有极性相反的扭摆磁铁，管道的壁与直流电源的正极相连。