автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Мощные лазеры на свободных электронах

Введение. Общая характеристика работы

1 Новый класс оптических резонаторов для лазеров на свободных электронах - перекрестные желобковые резонаторы

1.1 Особенности использования оптических резонаторов в мощных ЛСЭ

1.2 Качественные соображения и оценки.

1.3 Гауссов подход. Определение формы зеркала

1.3.1 Осевая зависимость поля.

1.3.2 Радиальная зависимость поля в центре резонатора.

1.3.3 Радиальная зависимость поля при больших г.

1.3.4 Эквифазная поверхность и форма зеркал

1.4 Основная мода резонатора.

1.5 Расчет характеристик колебаний ПЖР.

1.6 Физические предпосылки экспериментального моделирования работы ПЖР

1.7 Экспериментальная установка для определения характеристик ПЖР

1.8 Результаты эксперимента.

1.8.1 Выводы и обсуждение.

3.2 О возможных режимах молекулярного возбуждения в лазерохимическом реакторе на основе лазера на свободных электронах.88

3.3 Возбуждение нелинейного классического осциллятора лазерным излучением с медленно меняющейся частотой.93

3.4 Колебательный потенциал Морзе . . . .97

3.5 Возбуждение ультракороткими импульсами.103

3.6 Заключение.106

4 Применение ЛСЭ для передачи энергии на удаленные объекты 107

4.1 Практические соображения и оценки.107

4.2 Геометрическое рассмотрение.112

4.3 Дисперсия фазы с учетом фазового и угловой аберрации.113

4.4 Обоснование геометрического приближения. .117

4.5 Дисперсия фазы в методе плавных возмущений .122

4.6 Аномальность дисперсии фазы волны.124

4.7 Заключение.127

Заключение 128

Библиография 135

Приложения 148

I Широкополосный перестраиваемый сканирующий интерферометр для применений с лазерами на свободных электронах.148

II Генерация когерентного гамма-излучения в перекрестном желобковом резонаторе лазера на свободных электронах .158

Введение

Введение. Общая характеристика работы

Актуальность. В лазерах на свободных электронах (ЛСЭ) оптического, инфракрасного и миллиметрового диапазонов, см. рис. 1, в качестве усиливающей среды используется пучок релятивистских электронов в так называемом ондуляторе - устройстве с поперечным по отношению к направлению движения электронов и пространственно переменным магнитным полем. На рис. 1 показаны ключевые элементы ЛСЭ -первичный электронный инжектор, ускоритель, магнитная система с ондулятором, оптический резонатор и др.

Рис. 1: Структурная схема лазера на свободных электронах

Электронный пучок, как правило, имеет форму вытянутого цилиндра с диаметром порядка миллиметра.1

С увеличением длины волны традиционный резонатор для оптимизации взаимодействия электронного и светового пучков в области ондулятора необходимо дополнять волноводной вставкой, как это показано на рис. 2 на следующей странице.

Электроны, проходя через пространственно переменное магнитное поле ондулятора, см. рис. 3 на следующей странице, на котором изображен плоский ондулятор, осциллируют в плоскости Х2, перпендикулярной направлению магнитного поля (вектор магнитного поля плоского ондулятора лежит в плоскости УЕ). Испускаемая при этом электромагнитная волна оказывается поляризованной в той же плоскости, в ко

1В общем случае, для широкого спектра ускорителей и их применений, размер пучка может лежать в диапазоне от нескольких микрон до десятков сантиметров и даже больше.

Рис. 2: Схема построения ЛСЭ для длинноволнового диапазона. торой осциллируют электроны, т.е. в плоскости Для спирального ондулятора, в результате взаимодействия электронов в ондуляторе и электромагнитного поля, получим эллиптическую поляризацию излучения. У

ТВ 2

Рис. 3: Схематическая картина магнитного поля в ондуляторе и траектория движения электронного пучка.

Электроны пучка не связаны как в атоме или молекуле и могут осциллировать в широком диапазоне частот, генерируя ондуляторное излучение, частота которого определяется энергией электронов, величиной магнитного поля и пространственным периодом ондулятора, придавая исключительную гибкость управлению параметрами излучения ЛСЭ, см. рис. 4, на котором введены следующие обозначения: и В. -ондуляторное излучения; БИ - синхротронное излучение с широким частотным спектром испускаемое на отдельных участках траектории электронов; е - электронный пучок; с? - период ондулятора, Хи - длина волны ондуляторного излучения. Хорошо 1

Рис. 4: Качественная картина формирования ондуляторного излучения. известно, что синхротронное излучение, испускаемое на отдельных криволинейных участках траектории электронов, имеет широкий спектр, определяемый как энергией электронов, так и величиной магнитного поля. Однако, вследствие когерентности излучения электронов на отдельных периодически повторяющихся участках электронной траектории, получаем в результате относительно узкую спектральную линию ондуляторного излучения с относительной шириной ~ где N - число полюсов магнитного ондулятора.

Принцип работы ЛСЭ - резонансное взаимодействие электронного пучка в ондуляторе с электромагнитной волной, при котором происходит продольная пространственная группировка электронного пучка в масштабе длины волны электромагнитного излучения, см. рис. 5, на котором схематически изображена электронная плотность а) на входе в ондулятор; Ь) в результате взаимодействия с электромагнитной волной в ондуляторе. Первоначально хаотически распределенные электроны пучка в ондуляторе излучают случайным образом, но со временем некоторая продольная мода резонатора (либо бегущая волна - при рассмотрении суперизлучения) начинают преобладать, что приводит к появлению в пространственном спектре электронной плотности гармоник (вначале преимущественно первой гармоники) на частоте, соответствующей частоте преобладающей продольной моды или бегущей электромагнитной волны. В результате резко возрастает эффективность излучения электронов на рассматриваемой частоте, что позволяет говорить о вынужденном характере взаимодействия электромагнитного излучения с электронами в магнитном ондуляторе.

Известно, что в модели однородного электронного пучка ондуляторное излучение электронов равно нулю. Излучение возникает вследствие флюктуаций электронной плотности или других параметров, влияющих на амплитуду и фазу излучения, испускаемого из рассматриваемого элементарного объема. В первом приближении определяющим параметром, влияющим на излучение однородного электронного пучка, является флюктуация электронной плотности, что приводит к первоначальной интенсивности ондуляторного излучения, пропорциональной числу электронов, поскольку электроны пучка распределены в пространстве случайным образом.

Итак, при возникновении периодической пространственной модуляции электронной плотности с масштабом длины волны, как это показано на рис. 5, качественно меняется характер излучения электронного пучка. Интенсивность излучения в этом

Рис. 5: Эволюция электронной плотности в пределах длины волны. случае пропорционально квадрату числа электронов, т.е. возрастает резко, на много порядков.

В системе координат электронного пучка электроны осциллируют с частотой dj7, где d - пространственный период ондулятора, 7 = Е/тс2, Е, т - энергия и масса электрона, с - скорость света. При переходе в лабораторную систему появляется ещё один множитель 7, что даёт для длины волны ондуляторного излучения и излучения ЛСЭ оценку Л ос d/72.

Энергия электронного пучка может быть от нескольких МэВ до ГэВ, хотя для типичных электронных ускорителей эта величина лежит в диапазоне нескольких десятков МэВ, что для ондуляторного периода 1 - 10 см даёт излучение с длиной волны от видимого до инфракрасного и даже субмиллиметрового диапазона. Для примера, первые эксперименты с ЛСЭ в Стенфордском университете проводились на длине волны а 10 мкм, в режиме усиления, и на длине волны ос 3 мкм, в режиме генерации.

Использование волновода в оптическом резонаторе, как показано на рис. 2 на стр. 4, расширяет диапазон генерируемых длин волн в сторону миллиметрового диапазона, тогда как высокоэнергетичный электронный пучок накопителя ВЭПП-3 в схеме "оптического клистрона", см. рис. 6, предложенной в ИЯФ СО РАН [1,2]

Рис. 6: Принцип действия оптического клистрона: схематически показана траектория электронов в магнитных ондуляторах £72 и в группирователе И. и обеспечивающей высокий коэффициент усиления, позволил получить генерацию в ультрафиолетовой области спектра, где были достигнуты рекордные для своего времени результаты по длине волны ос 200 нм. В настоящее время в Новосибирске (ИЯФ, ИХКиГ СО РАН) завершается создание ЛСЭ на многопроходном ВЧ ускорителе, см. рис. 7 на следующей странице, для Центра фотохимии, на котором будет перекрыт наиболее интересный участок инфракрасного спектра, соответствующий частотам колебательных переходов практически всех известных молекул - от 2 до 20 мкм. В качестве ускорителя в этом лазере будет использоваться ВЧ разрезной микротрон с рекуперацией энергией электронного пучка. [3,4], см. также более ранние ссылки [5-7].

Рис. 7: Схематическое изображение лазера на свободных электронах на ВЧ ускорителе: 1п - инжектор электронов, КГ - основной ВЧ ускоритель, II - магнитный ондулятор, М1,2 - зеркала оптического резонатора, Б - конечный поглотитель электронов.

Ондулятор и оптический резонатор этого лазера будут установлены на последней дорожке микротрона. Рекуперация будет осуществляться при прохождении электронного пучка через ВЧ секции ускорителя в обратной фазе, в результате чего электронный пучок отдаёт свою энергию высокочастотному полю, уменьшая её до безопасного уровня, позволяющего без риска инициирования фотоядерных реакций направить электронный пучок в поглотитель.

Условие синхронизма взаимодействия электромагнитной волны и электронного пучка предъявляет определённые требования к монохроматичности электронного пучка, разброс энергии которого должен быть сравним по порядку с величиной l/N^ где N - число полюсов ондулятора.

В случае генерации излучения ЛСЭ работает в режиме синхронизации мод, когда электронный сгусток поступает в ондулятор синхронно со световым сгустком, циркулирующим в оптическом резонаторе. В результате протяжённость импульса излучения в значительной мере определяется протяжённостью электронного сгустка. При однократном прохождении электронов через ондулятор за счет различия в скоростях происходит отставание электронного импульса от светового на расстояние АГА, что, даже при использовании фазовой компенсации при инжекции электронного пучка, в случае коротких электронных импульсов может повлиять на форму и длительность соответствующих световых импульсов. Однако, для достаточно длинных электронных импульсов с длиной 1е Л/А длительности световых и электронных импульсов практически совпадают, как это показано на рис. 8 на следующей странице, на котором представлена характерная продольная структура электронных и световых импульсов в резонаторе ЛСЭ с ВЧ ускорителем.

Для наглядности показаны только световые импульсы движущиеся в одном направлении с электронным пучком. Именно эти импульсы взаимодействуют с электронным пучком в ондуляторе лазера.

Рис. 8: Характерная продольная структура электронного пучка и внутрирезонатор-ного излучения в лазере на свободных электронах на ВЧ ускорителе: е - электронный пучок; со -световой пучок; П - частота ВЧ ускорителя.

Типичная длина электронного сгустка для накопителей или микротронов с ВЧ ускорителями может достигать нескольких пикосекунд. Минимальное расстояние между последовательными электронными сгустками определяется частотой ВЧ излучения, хотя реально это расстояние существенно больше, т.е. электроны заполняют не каждый период ВЧ волны.

Для электростатического ускорителя минимальное расстояние между последовательными электронными сгустками равно, как правило, нескольким микросекундам.

На рис 9 показана типичная временная структура электронных импульсов, а следовательно и световых импульсов, для линейного ускорителя.

Рис. 9: Характерная временная структура электронного пучка в лазере на свободных электронах на линейном ускорителе.

На рисунке введены обозначения: Т - время между макроимпульсами, частота инжекции макроимпульсов может достигать десятков герц; 2 - длительность макроимпульсов, порядка нескольких микросекунд; г - длительность микроимпульсов, обычно имеющая порядок от нескольких единиц до нескольких десятков пикосекунд; 2л"с/0 - расстояние между соседними микроимпульсами, определяемое особенностями линейного ускорителя.

Прямая связь параметров электронного и светового пучка позволяет легко варьировать пространственную структуру импульса излучения и его частотные характеристики. Поскольку типичный оптический резонатор мощного ЛСЭ имеет длину от нескольких до нескольких десятков метров, а электронный и световой пучок в продольном направлении практически совпадают, то в резонаторе могут одновременно находиться несколько продольных световых мод, синхронизованных с соответствующими электронными сгустками, что обеспечивает дополнительные возможности по управлению параметрами излучения.

Так можно менять расстояние между импульсами, частоты последовательных импульсов, можно работать с чирпом частоты в пределах одного импульса, можно сформировать ультракороткие лазерные импульсы с длительностью порядка сотен фемтосекунд и меньше. Эти возможности, как показано в основной части, могут найти применение в лазерной химии.

ЛСЭ характеризуются высокой пиковой мощностью до нескольких гигаватт и высокой эффективностью до нескольких десятков процентов, что связано с высокой скоростью выноса электронного пучка из резонатора и проверенной экспериментально возможностью рекуперации его энергии. Экспериментально был получен кпд=40%, хотя в большинстве установок, не оптимизированных специально по этому параметру, типичный кпд равен нескольким процентам.

ЛСЭ демонстрирует отличное оптическое качество излучения, когда от 90% энергии излучения и выше сосредоточено в основной поперечной моде, что объясняется пренебрежимо малой оптической деградацией среды, отсутствием нелинейных эффектов и фазовых искажений. Излучение ЛСЭ отличается высокой временной когерентностью и гибкостью поляризационных характеристик. Можно генерировать линейно и циркулярно поляризованное излучение с плавным изменением степени поляризации.

ЛСЭ может генерировать излучение разных длины волн при плавной перестройке. Так на ЛСЭ с одними и теми же ускорителем и ондулятором продемонстрирована перестройка длины волны более, чем в 10 раз. Возможна эффективная работа ЛСЭ на гармониках, что позволяет продвинуться ещё дальше в коротковолновую область.2

Все это отличает ЛСЭ от обычных лазеров и объясняет, почему ЛСЭ могут работать на длинах волн, при уровнях мощности и спектральном разрешении, недостижимом для других технологий. Эти новые возможности активно исследуются в

2Отметим, однако, что наиболее полно достоинства ЛСЭ по сравнению с другими источниками когерентного излучения проявляются в ИК области, см. напр., обзор [8]. настоящее время на ряде установок в Азии, США и Европе с точки зрения применения в промышленности, экологии и медицине.

Для оценки масштаба исследований в мире по ЛСЭ в таблицах, приведенных ниже, представлены данные о действующих и проектируемых стендах и установках на основе ЛСЭ из одного из последних обзоров [9]. В таблицах также указаны такие параметры ЛСЭ и электронного ускорителя, как длина волны излучения Л, энергия электронного пучка Е(МеУ), продолжительность электронного сгустка ет,. пиковый ток 1Р(А), число полюсов ондулятора Г\[, пространственный период ондулятора А0(см), среднеквадратичный ондуляторный параметр К, тип ускорителя (ЕА -электростатический ускоритель, ИР - ВЧ-ускоритель, ЭЯ - накопительное кольцо) и ссылка на соответствующий литературный источник.

Действующие стенды для научных исследований с ЛСЭ

Лазер (существ.) A (fim) E <?z{ps) h N Ao К Acc ref

UCSB (mm FEL) 340 6 25 ßs 2 42 7.1 0.7 EA [10]

Stanford (FIRFEL) 80-200 4 15 8 50 1 0.7 RF [И]

Himeji (LEENA) 65 5.4 10 10 50 1.6 1 RF [12]

UCSB (FIRFEL) 60 6 25 fJ,s 2 150 2 0.1 EA [10]

Osaka (ILE/ILT) 47 9 3 50 50 0.66 0.5 RF [13]

Tokyo (UT-FEL) 43 13 10 20 40 4 0.7 - [14]

Nieuwegein (FELIX1) 5-35 25 5 50 38 6.5 1.2 - [15]

Osaka (ISIR) 40 17 30 50 32 6 1 - [16]

Bruyers (ELSA) 20 18 30 100 30 3 0.8 - [17]

Nieuwegein (FELIX2) 20-110 45 5 50 28 6.5 1.8 - [15]

Stanford (FIREFLY) 15-65 15-32 1-5 14 25 6 1 - [18]

Fraskati (LISA) 15 25 7 5 50 4.4 1 - [19]

Grumman (CIRFEL) 15-21 9-14 5 150 73 1.36 0.2 - [20]

Beijing (IHEP) 10 30 4 14 50 3 1 - [21]

Orsay (CLIO) 3-53 21-50 0.2-4 80 38 5 1.4 - [22]

LANL (AFEL) 4-6 15 10 200 24 1 0.3 - [23]

Osaka (FELI1) 5.5 33.2 10 42 38 3.4 1 - [24]

Darmstadt (IRFEL) 5 40 2 2.7 80 3.2 1 - [25]

Stanford (SCAFEL) 3-13 22-45 0.7 10 72 3.1 0.8 - [26]

Vanderbilt (FELI) 2.2-9.6 43 2 50 52 2.3 1 - [27]

Duke (Mark III) 3 44 3 20 47 2.3 1 - [28]

Osaka (FELI) 2-6 170 2 100 50 6 1.3 - [13]

Osaka (FELI2) 1.88 68 10 42 78 3.8 1 - [24]

BNL (ATF) 0.5 50 6 100 70 0.88 0.4 - [29]

Tsukuba (NIJI-IV) 0.35 300 160 5 2x42 7.2 2 SR [30]

Orsay (Super-ACO) 0.35 20 20 0.1 2x10 13 4 SR [31]

Okazuki (UVSOR) 0.3 500 6 5 2x8 11 2 SR [32]

BNL (ATF-UV) 0.25 70 6 100 70 0.88 0.4 RF [29]

Предложения по созданию стендов для научных исследований с ЛСЭ

Лазер (предлож.) A(yum) E (MeV) az(ps) IP(A) N A0(cm) Acc ref

Florida (CREOL) 200-600 1.7 CV 0.2 185 0.8 EA [33]

Netherl.(TEUFEL) 180 6 20 350 50 2.5 RF [34]

Ruthgers(IRFEL) 140 38 15 1.4 50 20 MA [35]

Moscow (Lebedev) 100 30 20 0.25 35 3.2 MA [36]

Tokai (SCARLET) 40 15 40 10 62 3.3 RF [13]

LBL (IRFEL) 3-50 55 30 60 40 5 - [37]

CEBAF (IRFEL) 2.5-50 200 1.5 36 2x12 20 - [38]

Boeing (kFEL) 0.2-4 120 7 500 220 2.18 - [39]

Stanford (FEL) 10 24 4 25 52 2.6 - [40]

UCLA (IRFEL) 10 20 2 200 40 1.5 - [41]

Novosib.(RTM) 2-11 98 20 100 4x36 9 - [3,4]

BNL (HGHG) 3.4 30 10 110 83 1.8 - [42]

CEBAF (UV) 0.16-1 200 0.2 270 ' 72 3.3 - [38]

Rocketdyne 0.84 90 3 . 500 160 2.4 - [43]

Dortm.(DELTA) 0.4 500 50 90 17 25 SR [44]

Harima (HIT) 0.28 500 100 3 170 1.8 SR [13]

BNL (DUV FEL) 0.075 310 6 300 682 2.2 RF [45]

Frascati(COSA) 0.08 215 10 200 400 1.416 - [46]

Duke (Ring) 0.05 1 000 10 350 2x33 10 - [47]

DESY (TTF1) 0.042 390 0.8 500 490 2.73 - [48]

DESY (TTF2) 0.006 1 000 0.15 2 500 981 2.73 - [48]

SLAC (LCLSl) 0.004 7 000 0.3 2 500 723 8.3 - [49]

SLAC (LCLS2) 0.00045 15 000 0.15 5 000 1 000 4 - [49]

SLAC (LCLS3) 0.00015 15 000 0.25 5 000 1 833 3 - [49]

DESY (TESLA) 0.00010 35 000 0.08 5 000 1 200 5 - [48]

Для сравнения приведем также последние данные (по состоянию на 27 апреля 1998г.) из виртуальной библиотеки ЛСЭ [50], в которых отражены стенды и установки ЛСЭ, а также предложения по их созданию.

Действующие стенды для научных исследований с ЛСЭ: FELI ( Osaka, Japan); FELIX - FOM (Rijnhuizen, Netherlands); Vanderbilt University Free Electron Laser Center (US); Duke University Free electron Laser Laboratory (US); Stanford Picosecond FEL Center (US); UCSB Center for Terahertz Science and Technology (US); CLIO - LURE (Orsay, France); Advanced Free Electron Laser Facility, LANL (US).

Действующие ЛСЭ: Los Alamos AFEL project (US); Tel Aviv University FEL (Israel); University of Central Florida - CREOL FEL (US); S-DALINAC FEL (Darmstadt, Germany); CIRFEL - Northrop Grumman - Princeton Univ. (US); Duke University Free Electron Laser Laboratory (US); Stanford Picosecond FEL Center (US); The UCSB Free Electron Lasers (US); Vanderbilt University Free Electron Laser Center (US); FELIX -FOM (Rijnhuizen, Netherlands); CLIO - LURE (Orsay, France); Particle Physics Lab, JINR (Dubna, Russia); FELI (Osaka, Japan); Electrotechnical Lab - ETL (Tsukuba, Japan); UVSOR - Institute for Molecular Science (Okazaki, Japan); UTNL - University of Tokyo (Japan); JAERI Free Electron Laser (Japan); ENEA Compact FEL - (Frascati, Italy).

Создаваемые ЛСЭ: Brookhaven - NSLS Source Development Lab FEL; TESLA

FEL - DESY (Germany); Jefferson Lab Free Electron Laser Program (US); FELICITA

1 (Dortmund, Germany); The UCSB 2 MV, CW, MM-Wave FEL (US); Free Electron Maser - FOM (Rijnhuizen, Netherlands); Brookhaven - Accelerator Test Facility FELs (US); Institute for Plasma Research (India); UCLA Particle Beam Physics Lab; Osaka University - ISIR (Japan); Budker Institute - Siberian Synchrotron Radiation Center.

Предложения по созданию ЛСЭ: UC-Davis - ILSA/LLNL US Chirped Pulse Laser; ELBE FEL - FZR (Germany); SLAC SSRL x-ray FEL - LCLS (US); SLAC SSRL Fel Amplifier Test Experiment - FATE (US); X-ray FEL - DESY (Germany); EUTERPE Storage Ring FEL (Eindhoven, Netherlands).

Сравнение данных таблиц показывает, что за последние два года по меньшей мере 5 проектов завершились созданием действующих лазерных установок, демонстрирующих расчетные или близкие к расчетным параметры.

Первой работой, в которой теоретически исследовались свойства ондуляторно-го излучения, играющего определяющую роль в работе ЛСЭ, была работа Гинзбурга [51], вслед за которой были опубликованы результаты теоретических и экспериментальных исследований ондуляторного излучения Мотца [52,53]. Всестороннее исследование свойств ондуляторного излучения было проведено в [54-56]. В работе Мэйди [57] была описана экспериментальная установка, которая впервые была названа "лазером на свободных электронах". После первых экспериментов Мэйди [57-59] были достигнуты значительные успехи в понимании физики ЛСЭ и стало ясно, что ЛСЭ является уникальным инструментом, позволяющим получать излучение дифракционного качества, высокой средней мощности и перестраиваемое по длине волны в очень широком диапазоне, практически от миллиметровых волн до ультрафиолетового и мягкого рентгеновского диапазона.

Спектральный диапазон и волновое разрешение, пиковая и средняя мощность ЛСЭ предоставляют уникальные возможности, см., напр., [60] для использования в атомной и молекулярной физике, для неразрушающего анализа и испытаний веществ, контроля загрязнений, для промышленной обработки материалов и поверхностей и для исследований в литографии высокого разрешения. Уникальны возможности ЛСЭ для контроля в реальном масштабе времени промышленных выбросов вредных веществ и соединений, что представляет насущную экологическую проблему для России и всего мира. Весьма многообещающим представляется применение ЛСЭ для передачи энергии на космические объекты. Новые источники излучения на основе ЛСЭ предоставят исследователям средство для оценки промышленных возможностей инфракрасной фотохимии.

Хронологически первые эксперименты по созданию и совершенствованию ЛСЭ проводились на базе уже существующих ускорителей и лишь после всесторонней проверки общих теоретических выводов в мировых научных центрах, в том числе и в России, стали создаваться экспериментальные стенды, практически полный перечень которых приведен выше, специально предназначенные для проверки различных аспектов работы и применения ЛСЭ, совершенствования элементной базы, определения путей дальнейшего развития. В России наиболее существенный вклад в развитие физики и техники ЛСЭ начиная с 1979 г. был сделан в ИЯФ СО РАН (Новосибирск), ФИАН, ИОФАН, ИАЭ, МГУ (Москва), ОИЯИ (Дубна), ИПФ (Нижний Новгород) и в некоторых других организациях. Так в ИЯФ СО РАН была разработана конструкция оптического клистрона и предложен так называемый "электронный вывод излучения", а в настоящее время находится в стадии завершения уникальный проект создания мощного инфракрасного ЛСЭ со средней мощностью 10-100 кВт на базе разрезного микротрона рекуператора [3,4].

Из других российских предложений отметим проект ЛСЭ, разработанный в ФИАН [36] на базе микротрона (расчетная длина волны - 100 микрон, энергия электронного пучка - 30 МэВ, пиковый ток - 0.25 А, длина электронного сгустка - 20 пс, число полюсов ондулятора - 35, период ондулятора - 3.2 см), а также проект ЛСЭ миллиметрового диапазона, разработанный в Объединенном институте ядерных исследований, Дубна [61]. Этот ЛСЭ предполагается использовать в качестве источника ВЧ мощности для линейной электрон-позитронного коллайдера. Параметры излучателя: частота излучения 30-35 ГГц, выходная мощность более '200 МВт, относительно высокий кпд и узкий частотный спектр, обусловлены выбором рабочего режима при котором направление вращения электронов в продольном магнитном поле обратно вращению электронов в поле спирального ондулятора.

Для сравнения полезно описать направленность и масштаб деятельности американского Консорциума промышленных предприятий по использованию лазеров в промышленности [38], который принял программу исследований, содержащую предложения, представленные на рис. 10. нанесение микротекстууры на фи-беры и пленки для улучшения механических качеств и повышения склеивающей способности повышение склеивающих способностей полимерных пленок для применения в упаковочной промышленности контроль качества производства улучшение способности соединения полимеров с металлами для применения в электронной промышленности неразрушающий контроль промыжуточных и конечных продуктов производства

КОНСОРЦИУМ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ЛАЗЕРОВ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ

CEBAF

SURA производство композитных материалов анализ материалов и контроль обработки повышение эффективности современных фильтрующих материалов контроль процессов роста сложным материалов поверхностная модификация полимерных пленок, фиберов и композитных материалов микромеханика и прецизионная обработка металлов, полупроводников и полимеров

Рис. 10: Совместная программа промышленных, университетских и прикладных исследовательских ассоциаций по развитию лазерных технологий с применением ЛСЭ в США.

Члены консорциума успешно продемонстрировали эффективность перечисленных процессов в собственных промышленных лабораториях с использованием традиционных лазеров. Однако, они также убедились в том, что ограниченные возможности существующих традиционных лазеров не позволяют коммерциализировать большинство из этих приложений. В этой связи американский промышленный центр СЕ-ВАЕ ГЕЬ (наряду с создаваемым Центром фотохимии в Новосибирске и некоторыми другими исследовательским центрами на основе ЛСЭ), предлагают уникальные возможности для исследования, разработки и внедрения технологий применения мощных ЛСЭ на коммерческой основе.

Отметим, что в описанной программе принимают активное участие 41 американский университет, которые-образовали ассоциацию Southeastern Universities Research Association (SURA), деятельность которой направляется и обеспечивается контрактами через CEBAF. Все эти университеты обеспечены необходимым оборудованием и возможностями для внедрения лазерных технологий на основе ЛСЭ в промышленности.

Столь же масштабные исследования по развитию и практическому применения развернуты и в ряде других американских лабораторий, достаточно упомянуть ещё один крупный американский проект по созданию мощного инфракрасного ЛСЭ (Jefferson Laboratory) [62-64], программы исследований национальной лаборатории Беркли (Lawrence Berkely National Laboratory) [65], ещё одной американской национальной лаборатории (Los Alamos National Laboratory) [66].

Значительные средства на развитие ЛСЭ выделяются и в других развитых странах, достаточно упомянуть масштабные японские программы [67,68].

Даже в этом ряду выделяется по уровню проработки и завершенности проект создания мощного инфракрасного ЛСЭ ИЯФ СО РАН [4], основные черты которого заложены в американский проект мощного ЛСЭ для лазерной доставки энергии на геостационарные спутники [69].

В результате проводимых и уже проведенных исследований как в России, так и за рубежом становилось ясным, см., напр., [60], что дальнейшее улучшение параметров ЛСЭ связано с развитием элементной базы и поиском таких приложений, которые были бы привлекательными для потенциальных потребителей разрабатываемых технологий. Так в России в настоящее время осуществляется проект создания в Институте Химической Кинетики и Горения СО РАН на базе упомянутого выше мощного инфракрасного ЛСЭ [3,4], разработанного в ИЯФ СО РАН, Центра фотохимических исследований. Предполагается, что на в этом центре будет осуществляться программа лазерохимических исследований, разрабатываемая в ИХКиГ при участии заинтересованных организаций.

Что касается развития элементной базы, то из достижений последних лет следует выделить разработанный в США для увеличения выходной мощности ЛСЭ и для продвижения в коротковолновую область так называемый ВЧ - фотоинжектор на основе ВЧ - ускорителя, который используется в качестве первичного источника электронов, а также разработанный и экспериментально проверенный в ИЯФ СО

РАН "электронный" способ вывода излучения из ЛСЭ, позволяющий резко повысить выходную мощность ЛСЭ при относительно невысокой мощности излучения в оптическом резонаторе.

При всех достоинствах, отмеченных выше, ЛСЭ имеет недостаток, который может стать решающим для дальнейшего развития физики и техники ЛСЭ. Имеется в виду высокая стоимость устройства, которая определяется главным образом стоимостью ускорителя. Некоторые другие недостатки, такие как значительные габариты, радиационная опасность, создавая значительные неудобства, являются тем не менее для ряда приложений вполне приемлемыми или преодолимыми. Что касается высокой стоимости прибора, то она делает настоятельно необходимым поиск коммерческих приложений, которые позволили бы оправдать значительные первичные затраты на фундаментальные исследования, развитие технологий, создание элементной базы, а также строительство весьма дорогостоящих в условиях радиационной опасности сооружений.

Таким образом, для дальнейшего развития ЛСЭ становятся актуальными и насущными два очевидных направления: это развитие и совершенствование элементной базы и поиск новых практических приложений, которые бы сделали потенциально выгодным вложение средств в развитие физики и техники ЛСЭ. Эти направления интенсивно развивались последние несколько лет в ГП ОКБ "Гранат" и в значительной мере отражены в представленной работе.

Первоначально ГП ОКБ "Гранат" участвовал совместно ИЯФ СО РАН и некоторыми другими организациями в разработке проекта мощного ЛСЭ, который предполагалось использовать для изучения возможности применения этого нового источника когерентного излучения как в фундаментальной, так и в прикладной физике. Участие "Граната" совместно с другими организациями в подготовке материалов для заседания российско-американской межправительственной комиссии завершилось циклом работ, в которых исследовались физические принципы передачи энергии мощного ЛСЭ (американский проект "Селена"), эти работы нашли отражение в одной из глав.

В дальнейшем с точки зрения возможных практических применений были рассмотрены принципиальные вопросы построения лазерного химического реактора на базе мощного лазера на свободных электронах, в котором бы максимально использовались такие уникальные свойства ЛСЭ, как возможность оперативной перестройки длины волны излучения, возможность работы в многочастотном режиме, возможность гибкого управления временными параметрами лазерных импульсов, взаимодействующих с веществом. Эти работы также представлены в одной из глав.

При разработке упомянутого выше проекта ЛСЭ в ГП ОКБ "Гранат" значительное внимание уделялось разработке оптических схем, которые бы максимально учитывали такие особенности оптического резонатора ЛСЭ, как относительно малый поперечный размер активной среды (электронного пучка) в сравнении с длиной оптического резонатора и необходимость проводки электронного пучка через оптический резонатор без нарушения его пространственной когерентности, что важно в некоторых схемах вывода мощного излучения из ЛСЭ, например, при "электронном выводе" излучения, разработанном в ИЯФ СО РАН. В этой связи в ГП ОКБ "Гранат" были предложены принципиально новые схемы оптических резонаторов, названных "перекрёстные желобковые резонаторы", которые активно исследовались в ГП ОКБ "Гранат", Институте Физических Проблем им. П.Л.Капицы и в ИЯФ СО РАН. Результаты теоретических исследований и экспериментального моделирования, а также подробный численный анализ работы перекрёстных желобковых резонаторов приведены в работе.

Для эффективной работы ЛСЭ, для повышения средней и пиковой выходной мощности, для снижения порога генерации, для продвижения в коротковолновую область спектра генерации первостепенное значение приобретает качество электронного пучка, которое зачастую может быть обеспечено лишь при использовании первичных электронных фотоинжекторов, вместо термоэмиссионных инжекторов. В этой связи в ГП ОКБ "Гранат", была разработана и обоснована концепция использования коротковолнового синхротронного либо ондуляторного излучения для иллюминации катода фотоинжектора. При разработке схемы такого фотоинжектора была доказана возможность создания изохронного концентратора синхротронного излучения, который дополнительно может найти самостоятельное применение, как для расширения возможностей применения синхротронного излучения, так и, например, в химическом реакторе на основе ЛСЭ для организации синхронного многочастотного воздействия излучения на вещество. Отметим, что схемы синхронного воздействия, например, коротковолнового синхротронного излучения и длинноволнового излучения, могут оказаться исключительно чувствительными при изучении поверхностных свойств полупроводников, что уже освещалось в литературе по ЛСЭ.

Таким образом за последние годы в ГП ОКБ "Гранат" были проведены масштабные и разнообразные исследования, тесно связанные с конкретным практическим проектом создания ЛСЭ и Центра фотохимии на его основе, который уже находится в стадии завершения. Автор принимал участие во всех описанных работах, результаты которых отражены в представленной диссертации.

ДИССЕРТАЦИЯ-160 стр.

Мощные лазеры на свободных электронах: 1 Вопросы теории и потенциальные применения 1

1.8.1 Выводы и обсуждение

Принципиально новая концепция оптических резонаторов для ЛСЭ большой средней мощности прошла несколько этапных проверок, в результате которых были подтверждены все исходные предположения о перспективности рассматриваемых резонаторов. Качественные оценки, полученные на первом этапе, были подтверждены теоретическим анализом, за которым последовали детальные расчётные работы.

На последнем этапе было проведено экспериментальное моделирование работы ПЖР в восьмимиллиметровом диапазоне длин волн. Поскольку результаты для оптических резонаторов, полученные в одном диапазоне длин волн, при некоторых условиях достаточно легко и с большой точностью переносятся в другой диапазон, были получены убедительные экспериментальные доказательства исходных предположений относительно свойств ПЖР. Результаты всех исследовательских, как теоретических, расчётных, так и экспериментальных работ, отражены в настоящей главе.

Заключение

После первых экспериментов Мэйди в физике лазеров на свободных электронах в России и в мире в целом проделана большая работа, причем темпы исследований не снижаются и в настоящее время. Сейчас, когда уже накоплен практический опыт и испытаны ключевые технологии, возникла уникальная возможность осуществления в ближайшее время по меньшей мере двух значительных проектов, использующих мощные лазеры на свободных электронах, таких, как передача лазерной энергии на геостационарные спутники (СЕЛЕНА) и создание Центра фотохимии в Новосибирске. Оба они рассматриваются в основной части с точки зрения возможности их реализации. В одном из проектов предлагается с помощью мощных ЛСЭ снабжать энергией космические аппараты (геостационарные информационные и телекоммуникационные спутники) для продления их активного периода на орбите и даже, возможно, для коррекции или изменения орбиты полета, а другой проект предполагает создание на основе мощного ЛСЭ лазерного фотохимического центра, для отработки промышленных лазерных технологий, для проведения исследований в лазерной химии. Оба проекта в настоящее время находятся в стадии реализации, обладают значительным коммерческим потенциалом и в случае успешного завершения приведут к существенному расширению возможностей соответствующих технологий. Потенциальная коммерческая выгода при этом существенно перекрывает возможные затраты на их реализацию.

В описанных проектах органически используются такие особенности лазеров на свободных электронах, как высокие средняя и пиковая мощность, возможность перестройки длины волны излучения, высокое оптическое качество светового пучка и возможность оперативной перестройки параметров излучения. Так, для осуществления проекта СЕЛЕНА необходима средняя мощность порядка 1-10 МВт, дифракционное качество излучения с длиной волны, соответствующей одному из окон прозрачности атмосферы и максимальной эффективности опто-электрических преобразователей. Для фотохимических приложений необходимо излучение, свободно перестраиваемое в широком диапазоне длин волн, обладающее высокой пиковой и средней мощностью, с легко изменяемыми временными и частотными параметрами. Описанные требования могут быть удовлетворены при использовании лазеров на свободных электронах.

Для достижения предельных параметров ЛСЭ необходимо совершенствовать такие ключевые элементы лазера, как первичный электронный инжектор, что позволит поднять среднюю мощность и перейти при необходимости к генерации гораздо более коротких длин волн, вплоть до ультрафиолетового и мягкого рентгеновского диапазона, а также, в случае большой средней мощности, систему вывода излучения, в частности, систему электронного вывода, разработанную в ИЯФ СО РАН, резко снижающую мощность излучения в оптическом резонаторе по сравнению с выходной мощностью лазера.

Одной из важных проблем совершенствования фотоинжекторов, разработанных для использования в ЛСЭ, является выбор таких материалов для фотокатода, которые обеспечивали бы высокий коэффициент конверсии энергии излучения вспомогательного лазера в электронный ток при достаточно большом ресурсе работы. Для расширения возможностей такого выбора необходимо продвижение в коротковолновую область излучения вспомогательного лазера, при этом, возможно, одним из вариантов является использование синхротронного излучения электронов в поворотных магнитах циклического ускорителя ЛСЭ, или ондуляторного излучения из вспомогательного ондулятора.

Поскольку ЛСЭ позволяют в принципе получать исключительно высокую среднюю мощность излучения, возникает проблема вывода излучения из резонатора. Для осуществления электронного вывода предлагается использовать оптические резонаторы, рассмотренные в настоящей работе. Эти резонаторы обладают сложной каустикой, окружающей осевую область, в результате чего потери на центральном отверстии оказываются экспоненциально малыми, и, в то же время, это отверстие может быть использовано для проводки через резонатор электронного пучка. Рассмотрению описанных вопросов и посвящена настоящая работа.

Приведем в заключение основные положения работы. Цель работы.

Целью настоящей работы является: теоретическое и экспериментальное исследование свойств оптических резонаторов нового типа - перекрёстных желобковых резонаторов - и изучение возможностей использования их в мощных лазерах на свободных электронах; изучение возможностей создания нового типа фотоинжектора для мощных лазеров на свободных электронах на ондуляторном или синхротронном излучении в том числе и собственном излучении электронного пучка лазера; теоретическое исследование путей и возможностей использования лазеров на свободных электронах инфракрасного диапазона в лазерной химии; теоретическое исследование возможности реализации проектов передачи энергии мощного лазера на свободных электронах на удаленные космические объекты.

Научная новизна. проведено теоретическое исследование нового класса оптических резонаторов, разработанных для применения в мощных ЛСЭ. проведено экспериментальное моделирование работы оптических резонаторов нового типа, предназначенных для применения в мощных ЛСЭ. предложен и теоретически исследован фотоинжектор нового типа на ондуляторном или синхротронном излучении электронного пучка ускорителя ЛСЭ либо вспомогательного ускорителя. предложен широкоаппертурный изохронный концентратор синхротронного излучения. предложен новый механизм применения ЛСЭ для многочастотного возбуждения молекулярной моды. впервые теоретически исследован механизм многофотонного возбуждения колебательной молекулярной моды полем с медленно меняющейся частотой и ультракороткими импульсами излучениями — в режимах, которые легко могут быть реализованы с использованием ЛСЭ. впервые теоретически исследовано распространение электромагнитной волны в турбулентной атмосфере в условиях одновременной компенсации фазовых искажений и угловой аберрации. Показано, что геометрическая оптика для рассматриваемых задач применима на больших расстояниях в отличие от случая одностороннего распространения электромагнитной волны.

Научная и практическая ценность работы.

Результаты проделанных работ расширяют возможности исследователей по по созданию и применению мощных ЛСЭ: использование оптических резонаторов нового типа позволяет решить проблему тепловой перегрузки зеркал резонатора ЛСЭ высокой мощности. оптические резонаторы нового типа позволяют реализовать электронный вывод излучения в ЛСЭ, что резко повышает максимально достижимую мощность выходного излучения. фотоинжекторы на основе ондуляторного или синхротронного излучения позволяют упростить конструкцию ЛСЭ и сделать ее более компактной при меньшей стоимости и большей надежности по сравнению с традиционными фотоинжекторами. широкоаппертурный изохронный концентратор синхротронного излучения позволяет резко увеличить интенсивность синхротронного излучения, что расширяет возможности его использования для решения как исследовательских, так и прикладных задач. использование многочастотного механизма возбуждения молекулярной моды позволяет существенно повысить эффективность процесса возбуждения молекулы, его селективность, снизить пороговую интенсивность. теоретический анализ различных механизмов возбуждения молекулы позволяет выбрать оптимальный режим возбуждения молекулы и оптимальный режим работы ЛСЭ для любой конкретной установки. Результаты анализа могут быть использованы при конструировании лазерных химических реакторов на основе

ЛСЭ. результаты для фазовой дисперсии электромагнитной волны в условиях компенсации фазовых искажений и угловой аберрации могут оказаться полезными при конструировании комплексов по передаче энергии на геостационарные спутники и для выбора места их расположения. вывод об аномальности поведения фазовой дисперсии позволяет для оценки фазовых искажений использовать простые геометрические выражения вместо общих дифракционных интегралов. В рамках геометрических выражений можно достаточно просто учесть статистику атмосферной турбулентности как в рамках конкретных аналитических моделей, так и на основе экспериментальных данных, в том числи и в реальном масштабе времени.

Положения, выносимые на защиту. теоретически исследованы свойства оптических резонаторов нового типа - перекрёстных желобковых резонаторов. изучена возможность использования перекрёстных желобковых резонаторов в мощных ЛСЭ. проведено экспериментальное моделирование работы перекрестного желобко-вого резонатора и экспериментально продемонстрировано совпадение с теоретическими и расчетными результатами. предложена новая конструкция фотоинжектора на синхротронном или ондуля-торном излучении, а также его модификация на базе собственного излучения электронного пучка ускорителя ЛСЭ. предложен широкоаппертурный изохронный концентратор синхротронного излучения. предложен способ многочастотного возбуждения колебательной молекулярной моды с помощью ЛСЭ инфракрасного диапазона. дана сравнительная характеристика механизмов многофотонного молекулярного возбуждения в гипотетическом лазерохимическом реакторе на основе лазера на свободных электронах. теоретически исследовано многофотонное возбуждение молекулярной колебательной моды электромагнитным излучением с медленно меняющейся частотой. теоретически исследовано многофотонное возбуждение молекулярной колебательной моды ультракоротким импульсом электромагнитного излучения. показано, что для проектов передачи энергии на геостационарные спутники угол угловой аберрации равен по порядку величины изопланатическому углу, что делает важным при реализации проекта передачи энергии учет угловой аберрации. теоретически рассмотрено распространение электромагнитной волны в турбулентной атмосфере в условиях компенсации фазовых искажений и угловой аберрации. изучена возможность реализации проектов передачи энергии мощного ЛСЭ на удаленные космические объекты. получены общие дифракционные выражения для дисперсии фазы и уровня электромагнитной волны в турбулентной атмосфере в условиях компенсации фазовых искажений и угловой аберрации. найдены условия применимости геометрооптического приближения в задаче о передаче лазерной энергии на геостационарные спутники. обнаружена область аномального поведения фазовой дисперсии в зависимости от толщины турбулентного слоя.

Автор работы глубоко благодарен П.В.Зарубину, В.В.Перебейносу и Н.В.Чебур-кину, ОКБ Гранат, Г.Д.Богомолову и А.Й.Клееву, ИФП, Москва, за дружескую поддержку, постоянный интерес к рассмотренным вопросам и многочисленные полезные обсуждения и советы, H.A. Винокурову, Г.Н.Кулипанову, А.Д.Орешкову, ИЯФ СО РАН, Новосибирск, за многочисленные полезные обсуждения, А.А.Рухадзе, МГУ, ИОФАН, за поддержку и ряд критических замечаний по всему материалу представленной работы, Ю.Н. Молину и А.К.Петрову, ИХКиГ СО РАН, Новосибирск, за полезные стимулирующие обсуждения возможностей применения ЛСЭ для лазерохи-мических исследований, Х.Е.Беннетту, Чайна Лейк, США, за дружескую поддержку, К.Д.Штраубу, Дюкский Университет, Северная Каролина, США, за поддержку и интерес к вопросам когерентного молекулярного возбуждения, затронутым в настоящей работе, Дж.Мэйди и Э.Цармесу, Дюкский университет, Гавайский университет, за многочисленные обсуждения вопросов, связанных с применениями перекрёстных желобковых резонаторов и созданием новой экспериментальной техники для лазеров на свободных электронах и на основе лазеров на свободных электронах.

Автор особенно признателен коллективу отдела 65 ГУП ОКБ "Гранат", в благожелательной и творческой атмосфере которого была подготовлена настоящая работа.

1. Н. А. Винокуров, А. Н. Скринский, Оптический клистрон, Препринт ИЯФ, Новосибирск, No. 59, 1977.

2. N. A. Vinokurov, Оптический клистрон, Ргос. 10th Int. Conf. on High Energy Particle Accelerators, Serpukhov, Vol. 2, p. 454, 1977.

3. N. G. Gavrilov, et al, SPIE Proc., Vol. 2988, p. 23, 1997.

4. N. A. Vinokurov, Status of the Novosibirsk High Power FEL Project, Proc. SPIE, Vol. 3614, paper No-22, 1999, Budker Institute of Nuclear Physics (Russia).

5. В. Г. Вещеревич, H. А. Винокуров, П. Д. Воблый, Н. Г. Гаврилов, Э. И. Горникер, Г. Н. Кулипанов, И. В. Купцов, Г. Я. Куркин, А. Д. Орешков, В. М. Петров, И. В. Пинаев, И. К. Седляров, А. Н. Скринский, А. С. Соколов, Проект разрезного микротрона

6. Кекуператора для лазера на свободных электронах, Препринт ИЯФ, Новосибирск, о. 82, 1990.

7. Г. И. Эрг, Н. Г. Гаврилов и др., Проект мощного лазера на свободных электронах на разрезном микротроне рекуператоре, Препринт ИЯФ, Новосибирск, No. 75, 1993.

8. N. A. Vinokurov, N. G. Gavrilov, et al, The project of high power free electron laser using race-track microtron recuperator, Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res., Vol. A359, No. 1/2, p. 41 43, 1995.

9. R. H. Pantell, Comparison between the FEL and the conventional laser, Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res., Vol. A304, No. 1-3, p. 798 803, 1991.

10. W. B. Colson, Short wavelength FEL in 1996, Nucl. Instr. Meth., Vol. A393, p. 6 8, 1997.

11. G. Ramian, Nucl. Instr. Meth., Vol. A318, p. 225, 1992.

12. J. W. Lewellen, et al, Nucl. Instr. Meth., Vol. A358, p. 24, 1995.

13. S. Miyamoto, et al, Nucl. Instr. Meth., (submitted).

14. M. Asakawa, et al, Proc. 15th Annual Meeting of the Laser Soc. of Japan, Osaka, Japan , 1995.

15. E. Nishimura, et al, Nucl. Instr. Meth., Vol. A341, p. 39, 1994.

16. R. J. Bakker, et al, J.Appl.Phys., Vol. 74, p. 1501, 1993, D.Oepts et al. Infrared Phys. Technol. Vol. 36, p. 297, 1995.

17. S. Okuda, Nucl. Instr. Meth., Vol. A341, p. 59, 1994.

18. P. Guimbal, et al, Nucl. Instr. Meth., Vol. A341, p. 43, 1994.

19. K. W. Berryman, T. I. Smith, Nucí. Instr. Meth., Vol. A375, p. 6, 1996.

20. M. Castellano, Nucí. Instr. Meth., Vol. A304, p. 204, 1991.

21. I. S. Lehrman, et al, Nucí. Instr. Meth., Vol. A341, p. ABS31, 1994.

22. J. Xie, et al, Nucí. Instr. Meth., Vol. A331, p. 204, 1993, Nucí. Instr. Meth. Vol. 341, p. 34, 1994.

23. J. M. Ortega, et al, Nucí. Instr. Meth., Vol. A341, p. 138, 1994.

24. D. C. Nguyen, Nucí. Instr. Meth., Vol. A341, p. 29, 1994.

25. A. Kobayashi, et al, Nucí. Instr. Meth., Vol. A375, p. 317, 1996.

26. J. Auerhammer, et al, Nucí. Instr. Meth., Vol. A341, p. 63, 1994.

27. H. A. Schwettman, T. I. Smith, R. L. Swent, Nucí. Instr. Meth., Vol. A375, p. 662, 1996.

28. C. Brau, Nucí. Instr. Meth., Vol. A318, p. 38, 1992.

29. S. V. Benson, et al, Nucí. Instr. Meth., Vol. A250, p. 39, 1986.

30. K. Batchelor, et al, Nucí. Instr. Meth., Vol. A318, p. 159, 1992.

31. T. Yamazaki, et al, Nucí. Instr. Meth., Vol. A331, p. 27, 1993, Nucí. Instr. Meth. Vol. A341, p. ABS3, 1994.

32. T. Hara, et al, Nucí. Instr. Meth., Vol. A341, p. 21, 1994.

33. S. Takano, et al, Nucí. Instr. Meth., Vol. A331, p. 20, 1993, H.Hama et al., Nucí. Instr. Meth. Vol. A341, p. 12, 1994.

34. L. R. Elias, et al, Nucí. Instr. Meth., Vol. A304, p. 219, 1991, M.Tecimen, Nucí. Instr. Meth. Vol. A341, p. 219, 1994.

35. J. I. M. Botman, Nucí. Instr. Meth., Vol. A341, p. 402, 1994.

36. E. D. Shaw, et al, Nucí. Instr. Meth., Vol. A318, p. 47, 1992.

37. K. A. Belowintsev, et al, Nucí. Instr. Meth., Vol. A341, p. ABS45, 1994, A.Agafonov et al., Nucí. Instr. Meth. Vol. A331, p. 186, 1993.

38. K. J. Kim, et al, Nucí. Instr. Meth., Vol. A341, p. 280, 1994.

39. G. Neil, et al, FEL for Industry., Vol. 2, 1995.

40. J. L. Adamski, et al, Proc. 1995 IEEE Particle Accelerator Conf. Dalas, TX, 1995.

41. J. F. Schmerge, R. Pantell, Nucí. Instr. Meth., Vol. A341, p. 335, 1994.

42. G. Baranov, et al, Nucí. Instr. Meth., Vol. A331, p. 228, 1993.

43. I. Ben-Zvi, et al, Nucí. Instr. Meth., Vol. A318, p. 208, 1992.

44. R. J. Burke, et al, SPIE Proc., Vol. 2121, 1994.

45. D. Nolle, et al, Nucí. Instr. Meth., Vol. A341, p. ABS7, 1994, K.Schmidt et al., Nucí. Instr. Meth. Vol. A341, p. ABS9, 1994.

46. S. Krinsky (Ed.), The BNL DUV FEL Rep., 1994.

47. F. Ciocci, et al, IEEE J. Quant. Electron., Vol. QE31, p. 1242, 1995.

48. J. M. J. Madey, et al, Nucl. Instr. Meth., Vol. A341, p. 363, 1994.

49. W. Brefeld, et al, Nucl. Instr. Meth., Vol. A375, p. 295, 1996.

50. R. Tatchyn, et al, Nucl. Instr. Meth., Vol. A375, p. 274, 1996.50. http:sbfel3.ucsb.edu/www/vl.fel.html, FEL WWW Virtual Library.

51. B. JI. Гинзбург, Доклады АН СССР, Сер. Физ., Том 9, Вып. 2, с. 165, 1947.

52. Н. Motz, J. Appl. Phys., Vol. 22, No. 5, p. 527, 1951.

53. H. Motz, W. Thon, R. N. Whitehorst, J. Appl. Phys., Vol. 24, p. 826, 1953.

54. Д. Ф. Алферов, Ю. А. Башмаков, E. Г. Бессонов, К теории ондуляторного излучения, Журнал технической физики, Том 43, Вып. 1, с. 2126 2132, 1973.

55. J. М. J. Madey, J. Appl. Phys., Vol. 42, p. 1906, 1971.

56. L. R. Elias, W. M. Fairbank, J. M. J. Madey, H. A. Schwettmann, Т. I. Smith, Phys. Rev. Lett., Vol. 36, p. 717, 1976.

57. D. A. G. Deacon, L. R. Elias, J. M. J. Madey, G. J. Ramian, H. A. Schwettmann, Т. I. Smith, Phys. Rev. Lett., Vol. 38, p. 892, 1977.

58. Free Electron Lasers and other Advanced Sources of Light. Scientific research opportunities, National Academy Press, Washington D.C., 1994.

59. А. К. Каминский, А. А. Каминский, С. H. Седых, А. П. Сергеев, Контактный email из web-страницы ОИЯИ: С.Н.Седых: snsed@sunsed.jinr.ru.

60. M. Shin, Optical cavity challenges for high power free electron lasers, Proc. SPIE, Vol. 3614, paper No-12, 1999, Thomas Jefferson National Accelerator Facility.

61. A. A. Zholents, FEL design for power beaming, Proc. SPIE, Vol. 3614, paper No-14, 1999, Lawrence Berkely National Lab.

62. В. E. Carlsten, S. Russell, Coherent synchrotron radiation experiments at LANL, Proc. SPIE, Vol. 3614, paper No-09, 1999, Los Alamos National Lab.

63. Т. Tomimasu,T. Takii, Т. Suzuki, E. Nishimura, S. Ogino, A. Nagai, M. Yasumoto, FEL facilities and application researches at the FELI, Nuclear Instr. And Meth. In Phys. Res., A 407, No. 1 3, p. 494 - 499, 1998.

64. H. E. Bennett, FEL powering of satellites a technically and economically viable program, Proc. SPIE, Vol. 3614, paper No-28, 1999, Bennett Optical Research Inc.

65. Ф. Ф. Барышников, Г. А. Богатова, В. В. Перебейнос, Перекрестные желобковые резонаторы как новый класс оптических резонаторов для лазеров на свободных электронах, Письма в ЖТФ, Том 21, Вып. 16, с. 67 70, 1995.

66. Ф. Ф. Барышников, Г. А. Богатова, В. В. Перебейнос, Новый класс оптических резонаторов для мощных лазеров на свободных электронах, Квантовая Электроника, Том 23, Вып. 4, с. 349 352, 1996.

67. Ф. Ф. Барышников, Г. А. Богатова, В. В. Перебейнос, Н. В. Чебуркин, Основная мода перекрестного желобкового резонатора, Оптика и Спектроскопия, Том 81, Вып. 1, с. 156 163, 1996.

68. Ф. Ф. Барышников, Г. А. Богатова, В. В. Перебейнос, Н. В. Чебуркин, Перекрестные желобковые резонаторы новый класс оптических резонаторов для лазеров на свободных электронах, Известия АН, Сер. Физическая, Том 59, Вып. 12, с. 120 - 122, 1995.

69. F. F. Baryshnikov, G. A. Bogatova, N. V. Cheburkin, V. V. Perebejnos, Optical cavities for high power free electron lasers, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., Vol. A405, No. 1/2, p.242 247, 1998.

70. Ф. Ф. Барышников, Возбуждение перекрестного желобкового резонатора в лазере на свободных электронах, Письма в ЖТФ, Vol. 22, No. 18, с. 5 10, 1996, Tech. Phys. Lett. (USA), Vol. 22, No. 9, p. 733 - 735, 1996.

71. F. F. Baryshnikov, G. A. Bogatova, N. V. Cheburkin, V. V. Perebejnos, Optical resonators for high power free electron lasers. A new approach., Lasers '98, December 7-11, 1998, Tucson, Arizona, USA. The Proceedings, 1999.

72. F. F. Baryshnikov, N. V. Cheburkin, V. V. Perebejnos, High-Power Free-Electron lasers: Theory and Applications, Journal of Russian Laser Research, Vol. 18, No. 2, p. 153 197, 1997.

73. J. F. Ward, S. A. Von Laven, S. Segall, Annular reflectors for an FEL Resonator, Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res., Vol. A250, No. 1-3, p. 304 307, 1986.

74. S. Benson, Optical cavities for FEL, Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res., Vol. A304, No. 1-3, p. 773 781,1991.

75. I. Kimel, L. R. Elias, Hybrid resonators for FEL, Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res., Vol. A341, No. 1-3, p. 476 480, 1994.

76. H. E. Bennett, J. D. G. Rather, E. E. Montgomery(IV), Free Electron Laser Power Beaming to Satellites at China Lake, California, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res, Vol. A341, No. 1 2, p. 124 - 131, 1994.

77. A. Borghese, R. Canevari, V. Donati, L. Garito, Applied Optics, Vol. 20, No. 20, p. 3547, 1981.

78. С. C. Shin, G. R. Neil, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res, Vol. A259, p. 312, 1987.

79. V. K. Viswanathan, A. Saxman, G. Woodfin, Proc. SPIE, Vol. 540, p. 227, 1985.

80. J. M. Eggleston, J. M. Slater, IEEE J. Quant. Electronics, Vol. QE-22, No. 9, p. 1527, 1987.

81. G. N. Kulipanov, V. N. Litvinenko, A. S. Sokolov, N. A. Vinokurov, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., Vol. A308, No. 1/2, p. 106 108, 1991.

82. N. G. Gavrilov, G. N. Kulipanov, V. N. Litvinenko, I. V. Pinayev, V. M. Popik, I. G. Silvestrov, A. S. Sokolov, N. A. Vinokurov, P. D. Vobly, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., Vol. A308, No. 1/2, p. 109 111, 1991.

83. G. N. Kulipanov, A. S. Sokolov, N. A. Vinokurov, Coherent undulator radiation of an electron beam, microbunched for the FEL power outcoupling, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., Vol. A375, No. 1 3, p. 576 - 579, 1996.

84. G. A. Bogatova, V. V. Perebejnos, N. V. Cheburkin, Optical resonators for a high power FEL, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., Vol. A359, p. 61 62, 1995.

85. N. A. Vinokurov, S. S. Serednyakov, On the fundamental mode of the optical resonator with toroidal mirrors, Proceedings, II Asian Symposium on Free Electron Lasers, Novosibirsk, June 13-16, 1995, pp. p. 141 149, 1996.

86. В. А. Киселев, Радиотехника и Электроника, Том 17, Вып. 10, с. 2020 2026, 1972.

87. L. W. Casperson, М. S. Shekhani, Applied Optics,, Vol. 14, No. 11, p. 2653, 1975.

88. G. Toraldo di Francia, Applied Optics, Vol. 4, No. 10, p. 1267- 1270, 1965.1001 P. F. Checcacci, A. Consortini, A, Scheggi, Applied Optics, Vol. 6, No. 10, p. 1567-1572, 1966.

89. L. Ronchi, Applied Optics, Vol. 12, No. 1, p. 93 97, 1973.

90. M. Rioux, P. Belanger, M. Cormier, Applied Optics, Vol. 16, No. 7, p. 1791 1792, 1977.

91. A. M. Вайнштейн, Открытые резонаторы и открытые волноводы, Москва: Советское Радио,1966.

92. А. М. Гончаренко, Гауссовы световые пучки, Минск: Наука и Техника, 1977.

93. М. Ред.: Абрамович, И. Стиган, Справочник по специальным функциям, Москва: Наука, 1979.

94. К. Флетчер, Численные методы на основе метода Галеркина, Москва: Мир, 1988.

95. D. Е. McCumber, Bell Syst. Techn. J., Vol. 44, No. 2, p. 333, 1965.

96. Г. Д. Богомолов, Открытые резонаторы в восьмимиллиметровом диапазоне, Электроника больших мощностей, сб. 3, с. 154, М., Наука, 1964.

97. Ф. Ф. Барышников, О возможном использовании синхротронного излучения для иллюминации катода фотоинжектора в циклическом лазере на свободных электронах, Письма в ЖТФ, Том 22, Вып. 5, с. 46 48, 1996.

98. Ф. Ф. Барышников, Квазиэллиптический изохронный концентратор синхротронного излучения, Письма в ЖТФ, Том 22, Вып. 8, с. 53 56, 1996.

99. F. F. Baryshnikov, N. V. Cheburkin, V. V. Perebejnos, On possible use of an isochronously synchrotron radiation concentrator in the photoinjector of free electron lasers, Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res., Vol. A405, p. 239 241, 1998.

100. Ф. Ф. Барышников, О возможности создания электронного фотоинжектора на СИ или ОИ, Квантовая Электроника, Том 24, Вып. 4, с. 381 384, 1997.

101. С. A. Brau, High-brightness photoelectric field-emission cathodes for FEL applications, Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res., Vol. A393, No. 1-3, p. 426 429, 1997.

102. C. A. Brau, Free Electron Lasers, Academic Press, Boston, 1989.

103. J. S. Fraser, R. L. Sheffield, IEEE J. QE, Vol. 23, No. 9, p. 1489- 1496, 1987.

104. C. Travier, RF guns: bright injectors for FEL, Vol. A304, p. 285 296, 1991.

105. C. Travier, Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res., Vol. A340, No. 1-3, p. 26, 1994.

106. C. Travier, Photocathodes for RF photoinjectors, Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res., Vol. A393, No. 1-3, p. 455 459, 1997.

107. L. Serafini, New generation issues in the beam physics of RF laser driven electron photoinjectors, Proc. SPIE, Vol. 3614, paper No-02, 1999, INFN Milan and Univ. di Milano (Italy).

108. P. G. O'Shea, Physics of electron beam emission from photocathode and limitations on electron beam brightness, Proc. SPIE, Vol. 3614, paper No-03, 1999, Duke Univ.

109. D. H. Dowell, Review of photocathode technology for RF guns, Proc. SPIE, Vol. 3614, paper No-04, 1999, Boeing Information Space and Defense Systems.

110. P. G. O'Shea, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., Vol. A358, No. 1 3, p. 36 - 39, 1995.

111. P. Balleyguier, et al, Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res., Vol. A304, 1-3, p. 308, 1991.

112. R. Dei-Cas, et al, Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res., Vol. A318, p. 121, 1992.

113. F. Sabary, Ргос. VI Journees d'etudes sur la photoemision a fort courent, LAL/RT, 94-04, 1994.

114. F. Sabary, in Proc. YII Journees d'etudes sur la photoemision a fort courent, ed. J. M. Dolique, Université J. Fourier, Grenoble, France, September 1995.

115. E. Chevally, et al, Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res., Vol. A340, 1-3, p. 146, 1994.

116. R. Bossert, et al, Proc. Particle Accelerator Conf., Dallas,, p. p. 719, 1995.

117. S. H. Kong, et al, Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res., Vol. A358, p. 275, 1995.

118. P. Michelato, et al, Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res., Vol. A340, 1-3, p. 176, 1994.

119. P. Michelato, et al, Proc. European Particle Accelerator Conf., London, World Scientific, p. p. 1456, 1994.

120. A. di Bona, et al, Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res., Vol. A385, p. 385, 1997.

121. A. di Bona, et al, Journal of Applied Physics, Vol. 80, p. 3024, 1996.

122. В. M. Van Oerle, et al, Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res., Vol. A358, 1-3, p. 287, 1995.

123. В. M. Van Oerle, et al, Proc. 18th FEL Conf., Rome, Italy, 1996.

124. JI. Д. Ландау, E. M. Лифшиц, Теория поля, Москва: Наука, 1973.

125. G. S. Brown, D. Е. Moncton (eds.), no. 23, Vol. 3, N.-H., Amsterdam. Oxford. N.Y.-Tokyo, 1991.

126. J. A. R. Samson, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., Vol. 222, No. 1,2, p. 215 220, 1984.

127. S. H. Kong, J. Kinross-Wright, D. C. Nguyen, R. L. Sheffield, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., Vol. A358, No. 1-3, p. 272-275, 1995.

128. Т. Маршал, Лазеры на свободных электронах, М: Мир, 1987.

129. К. J. Kim, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., Vol. A261, No. 1 2, p. 44 - 53, 1987.

130. G. J. Lapeyre, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., Vol. A347, No. 1 3, p. 17 - 30, 1994.

131. S. P. Kapitza, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., Vol. A261, No. 1 2, p. 43, 1987.

132. M. E. Couprie, D. Garzella, M. Billardon, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., Vol. A358, No. 1- 3, p. 382 386, 1995.

133. J. Xiao, F. Cerrina, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., Vol. A347, No. 1 3, p. 231 - 237, 1994.

134. D. Bilderback, C. Henderson, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., Vol. A246, No. 1 2, p. 194- 197, 1986.

135. G. J. Chen, J. Z. Y. Guo, G. Cerrina, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res, Vol. A347, No. 1 3, p. 238 - 243, 1994.

136. M. А. Кумахов, Патент СССР, No. 1233888, 1984.

137. Q. F. Xiao, S. Poturaev, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res, Vol. A347, No. 1 3, p. 376 - 383, 1994.

138. К. F. Voss, К. H. Kim, Е. A. Stem, F. С. Brown, S. M. Heald, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res, Vol. A347, No. 1 3, p. 390 - 396, 1994.

139. К. P. Ланг, Астрофизические формулы, Нью-Йорк, Берлин: Шпрингер-Верлаг, 1974.

140. S. Н. Kong, D. С. Nguyen, R. L. Sheffield, В. A. Sherwood, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., Vol. A358, p. 276, 1995.

141. Ю. Н. Молин, В. Н. Панфилов, А. К. Петров, Инфракрасная фотохимия, Новосибирск: Наука, 1985.

142. В. С. Летохов, Лазерная фотоионизационная спектроскопия, Москва: Наука, 1987.

143. Г. А. Аскарьян, В. А. Намиот, Письма в ЖЭТФ, Том 21, Вып. 11, с. 646- 649, 1975.

144. Р. В. Амбарцумян, Ю. А. Горохов, В. С. Летохов, Г. Н. Макаров, А. А. Пурецкий, Н. П. Фурзиков, Письма в ЖЭТФ, Том 23, Вып. 4, с. 217 220, 1976.

145. В. М. Акулин, С. С. Алимпиев, Н. В. Карлов, А. М. Прохоров, Б. Г. Сартаков, Е. М. Хохлов, Письма в ЖЭТФ, Том 25, Вып. 9, с. 428 431, 1977.

146. V. S. Letokhov, V. I. Mishin, Opt. Comm., Vol. 29, No. 2., p. 168 171, 1979.

147. A. H. Лебедев, А. В. Шальнов, Основы физики и техники ускорителей, Москва: Энер-гоатомиздат, 1991.

148. R. Prazeres, F. Glotin, C. Insa, D. A. Jaroszynski, J. M. Ortega, Two-colour operation and applications of the CLIO FEL in the mid-infrared range, Nuclear Instr. And Meth. In Phys. Res., A 407, No. 1 3, p. 464 - 469, 1998.

149. С. П. Анохов, Т. Я. Марусий, M. С. Соскин, Перестраиваемые лазеры, Москва: Радио и Связь, 1982.

150. G. I. Benwell, Fundamentals of Spectroscopy, New York: McGraw-Hills, 1985.

151. V. N. Litvinenko, M. E. Couprie, N. G. Gavrilov, G. N. Kulipanov, I. V. Pinaev, V. M. Popik, A. N. Skrinsky, N. A. Vinokurov, IEEE J.QE, Vol. 27, No. 12, p. 2560 2565, 1991.

152. А. И. Базь, Я. Б. Зельдович, А. М. Переломов, Рассеяние, реакции и распады в нерелятивистской квантовой механике, Москва: Наука, 1971.

153. Н. Карлов, А. Прохоров, Лазерное разделение изотопов, Успехи физический наук, Том 118, Вып. 4, с. 583 609, 1976.

154. А. К. Петров, 1996, частное сообщение.

155. К. D. Straub, 1996, частное сообщение.

156. R. V. Ambartzumian, V. S. Letokhov, in: Chemical and Biochemical Applications of Lasers/Ed. by Moore C.B., Vol. 3, p. 167 316, New York: Academic Press, 1977.

157. Multiple Photon Excitation and Dissociation of Polyatomic Molecules/ Ed. by Cantrell C., Berlin Heidelberg - New York: Springer - Verlag, 1983.

158. M. Drouin, M. Gauthier, R. Pilon, P. A. Hackett, C. Willis, Chem. Phys. Lett., Vol. 60, p. 16 18, 1978.

159. J. M. J. Madey, 1995, частное сообщение.

160. Г. А. Аскарьян, ЖЭТФ, Том 46, Вьга. 1, с. 403, 1964.

161. Ф. В. Бункин, Р. В. Карапетян, А. М. Прохоров, ЖЭТФ, Том 47, Вып. 1, с. 216, 1964.

162. Г. А. Аскарьян, ЖЭТФ, Том 48, Вып. 2, с. 666 672, 1965.

163. N. Bloembergen, Opt. Comm., Vol. 15, No. 3, p. 416 418, 1975.

164. Труды ФИАН, Том.146, Многофотонные процессы в молекулах, Москва: Наука, 1984.

165. К. D. Straub, 1995, частное сообщение.

166. А. Н. Ораевский, В. А. Савва, Краткие сообщение по физике, Вып. 7, с. 50, 1970.

167. Л. Аллен, Д. Эберли, Оптический резонанс и двухуровневые атомы, Москва: Мир, 1978.

168. В. Н. Луговой, В. Н. Стрельцов, Письма в ЖЭТФ, Том 21, Вып. 7, с. 442, 1975.

169. I. Pastirk, Е. J. Brown, Q. Zhang, М. Dantus, Quantom control of the yield of a chemical reaction, Journal of Chemical Physics, Vol. 108, No. 11, p. 4376 4378, 1998.

170. I. Pastirk, 1998, частное сообщение.

171. P. Agostini, M. Lu Van, G. Mainfray, Phys. Lett., Vol. A36, p. 21, 1971.

172. M. Lu Van, G. Mainfray, C. Manus, I. Tugov, Phys. Rev. Lett., Vol. 29, p. 1134, 1972.

173. G. Mainfray, C. Manus, I. Tugov, Письма в ЖЭТФ, Том 16, с. 19, 1972.

174. М. Lu Van, G. Mainfray, С. Manus, I. Tugov, Physical Reviews, Vol. 7, p. 91, 1973.

175. Messiah, Quantum Mechanics , Vol. 1, John Wiley and Sons, Inc., New York, 1962.

176. В. И. Горчаков, В. H. Сазонов, ЖЭТФ, Том 70, Вып. 2, с. 467, 1976.

177. В. Steverding, Н. P. Dudel, F. P. Gibson, J. Appl. Phys., Vol. 48, No. 3, p. 1195, 1977.

178. R. В. Walker, R. К. Preston, J. Chem. Phys., Vol. 67, No. 5, p. 2017, 1977.

179. P. M. Morse, Physical Reviews, Vol. 34, p. 57, 1929.

180. Jl. Д. Ландау, E. M. Лифшиц, Механика, Москва: Наука, 1973.

181. Н. Н. Боголюбов, Ю. А. Митропольский, Ассимптотическое приближение в теории нелинейных колебаний, Москва: ГИФМЛ, 1963.

182. К. Магнус, Колебания, Москва: Мир, 1982.

183. Ю. А. Митропольский, Задачи в ассимптотической теории нестационарных колебаний, Москва: Наука, 1964.

184. Е. В. Szarmes, Birefrigent beam splitter for intracavity mode selection in high-power mul-timirror lasers, Applied Optics, Vol. 33, No. 30, p. 6953 6964, 1994.

185. E. B. Szarmes, A. D. Madden, J. M. J. Madey, Observation and characterization of frequency-chirped optical pulses on the Mark-Ill free-electron laser, Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res., Vol. A358, No. 1-2, p. 220 223, 1995.

186. E. B. Szarmes, A. D. Madden, J. M. J. Madey, Optical phase locking of a 2.86-GHz harmonically mode-locked free-electron laser, Journal of Optical Society of America, Vol. B13, No. 7, p. 1588 1597, 1996.

187. E. B. Szarmes, J. M. J. Madey, A broadly tunable autocorrelatorfor ultra-short, ultra-high power infrared optical pulses, Nucl. Instr. Meth. in Phys. Res., Vol. A375, No. 1-2, p. 492- 495, 1996.

188. E. M. Беленов, В. А. Исаков, А. В. Назаркин, Квантовая Электроника, Том 20, Вып. 11, с. 1045- 1053, 1993.

189. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц, Квантовая механика, Москва: Наука, 1974.

190. Ф. Ф. Барышников, Угловая аберрация в проблеме передачи лазерной энергии через турбулентную атмосферу, Письма в ЖТФ, Том 20, Вып. 3, с. 71 76, 1994.

191. Ф. Ф. Барышников, Передача лазерной энергии через турбулентную атмосферу на удаленные движущиеся объекты, Журнал Технической Физики, Том 64, Вып. 7, с. 168 180, 1994, Tech. Phys. (USA), Vol. 39, No. 7, p. 725 - 730, 1994.

192. F. F. Baryshnikov, Angular aberration in the problem of laser power beaming to geostationary satellites, Applied Optics, Vol. 34, No. 30, p. 7054 7058, 1995.

193. Ф. Ф. Барышников, Аномальная Z-зависимость параметров излучения при компенсации угловой аберрации и фазовых искажений, Письма в ЖТФ, Том 20, Вып. 10, с. 43- 47, 1994.

194. Ф. Ф. Барышников, Дифракция и геометрическая оптика в проблеме передачи лазерной энергии через турбулентную атмосферу, Квантовая Электроника, Том 22, Вып. 1, с. 87 92, 1995, Quantum Electronics (UK), Vol. 25, No. 1, p. 77 - 82, 1995.

195. F. F. Baryshnikov, N. V. Qheburkin, V. V. Perebejnos, Rytov approximation in the problem of angular aberation compensation for laser energy transfer to remote objects, Proc. of int. conf. 'Laser'94', Quebec, Quebec, 1994.

196. F. F. Baryshnikov, N. V. Cheburkin, Y. V. Perebejnos, Rytov approximation in the problem of angular aberation compensation for laser energy transfer to remote objects, SPIE Proc., Vol. 2376, p. 237 243, 1995.

197. F. Gayl, Free electron lasers for 21st century aerospace dominance: an opportunity to make them a reality, Proc. SPIE, Vol. 3614, paper No-29, 1999, Naval Postgraduate School.

198. Active Telescope Systems, Ed.F.J.Roddier, Proc. SPIE, Vol. 1114, 1989.

199. C. Marquet, Proc. SPIE, Vol. 551, p. 2-5, 1985.

200. Ю. И. Кружилин, Квантовая Электроника, Том 5, с. 625 631, 1978.

201. B. П. Линник, Оптика и Спектроскопия, Том 3, с. 401 402, 1957.

202. M. Born, E. Wolf, Principles of Optics , 3rd ed., Mc Graw-Hill, New York, 1972.

203. D. L. Fried, Limiting Resolution Looking Down Through the Atmosphere, J. Optical Society of America, Vol. 56, No. 10, p. 1380 1384, 1966.

204. R. F. Lutomirski, R. G. Buser, Applied Optics, Vol. 12, No. 9, p. 2153 2160, 1973.

205. V. I. Tatarski, Wave Propagation in a Turbulent Atmosphere, Mc Graw-Hill, New York, 1961.

206. C. M. Рытов, Ю. А. Кравцов, В. И. Татарский, Введение в статистическую радиофизику, часть II, Случайные поля, Москва: Наука, 1978.

207. Г. Корн, Т. Корн, Справочник по математике, Москва: Наука, 1970.

208. D. Walters, Proc. SPIE, Vol. 551, p. 38 41, 1985.

209. F. D. Eaton, D. M. Garvey, Proc. SPIE, Vol. 551, p. 42 51, 1985.

210. E. A. Murphy, E. M. Dewan, S. M. Shelton, Proc. SPIE, Vol. 551, p. 156 162, 1985. К. O. White, D. M. Garvey, Proc. SPIE, Vol. 551, p. 163 - 169, 1985.

211. E. B. Szarmes, High Power, Fox-Smith Resonator for Tunable, Phase-Locked Operation of an Infrared Free-Electron Laser, Proc. LASERS'97, New Orleans, USA, December, 1997.

212. F. R. Arutyunian, V. A. Tumanian, The Compton effect on relativistic electrons and the possibility of obtaining high energy beam, Physics Letters, Vol. 4, No. 3, p. 176 178, 1963.

213. R. H. Milburn, Electron scattering by an intense polarized photon field, Physical Reviews Letters, Vol. 10, No. 3, p. 75 77, 1963.

214. В. Б. Берестедкий, Е. М. Лифшиц, Л. П. Питаевский, Квантовая Электродинамика, Москва: Наука, 1980.

215. V. N. Litvinenko, В. Burnham, Y. Wu, G. Barnett, J. M. J. Madey, mm-wave isochronous FEL and hard X-ray inverse Compton source at the Duke storage ring, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., Vol. A358, No. 1 3, p. 345 - 348, 1995. .

216. F. Glotin, J.-M. Ortega, R, Prazeres, G. Devanz, O. Marcouille, Tunable X-rays generation in a free-electron laser by intracavity Compton backscattering, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., Vol. A393, No. 1 3. p. 519 - 524, 1997.