Analysis of an FEL oscillator at zero detuning length of an optical cavity

光共振器の完全同期長におけるFEL発振についての解析

西森 信行

Nishimori, Nobuyuki

原研FELで初めて観測された光共振器の完全同期長発振の解析の報告である。完全同期長発振のFEL電場はself-amplified spontaneous emission (SASE) FELとよく似た性質を持っている。どちらの場合にも、光の先頭部分は自発放射光レベルであり、コヒーレントな増幅電場がそれに続く。完全同期長では、FEL光は光共振器でフィードバックされ、電子と繰り返し相互作用する。コヒーレント電場は成長を続け、飽和状態では 高い電子密度を持つSASE-FELの立上り電場とよく似た性質を持つ。完全同期長発振のピークパワーとパルス幅は、FELパラメーターと光共振器のロスにスケールする。

The sustained saturation in an FEL oscillator at zero detuning of an optical cavity (=0) is studied analytically. The FEL field at =0 is characteristic of self-amplified spontaneous emission (SASE) FEL. For both cases, the field is composed of the forward incoherent and subsequent coherent states. The coherent field at =0 evolves with round trips due to the lethargy. The field at saturation is similar to that of the leading edge of SASE FEL with high electron beam density. It is found that the peak intensity and the pulse length of the saturation field scale with fundamental FEL parameter and an optical cavity loss.