Generation of a self-chirped few-cycle optical pulse in an FEL oscillator

自由電子レーザ共振器における自己変調を伴った超短光パルスの発生

羽島 良一; 永井 良治

Hajima, Ryoichi; Nagai, Ryoji

高利得を持つ自由電子レーザー共振器では、superradiance(超放射)共鳴を経て増幅されるレーザーパルスに自己変調(周波数チャープ)が生じ、レーザーパルスの成長に従ってパルス長が短くなり、変調が強くなる現象が起こることを解析により示した。さらに、原研超伝導リニアック自由電子レーザーにおける実験によって、同解析の妥当性を確認した。FEL共振器から取り出した光パルスの自己変調を補償することで光パルス圧縮が可能である。これは、FELによる超短パルス発生の新しい方法である。

We study the generation of a self-chirped optical pulse in an FEL oscillator. In a high-gain FEL oscillator, frequency chirp is induced in the slippage region as a result of superradiant FEL resonance, and this time-frequency correlation evolves continuously into a few-cycle regime, if the optical cavity length is perfectly synchronized to the electron bunch interval. Numerical simulations based on slowly-evolving-wave-approximation (SEWA) and experimental results are presented.