能量啁啾電子束自由電子激光放大啁啾脈沖束小建彭堂超2，竇玉煥1（1.北京應用物理與計算數學研宄所北京100088；2.武漢大學物理科學與技術學院，武漢430072）和滑移現象對其的影響。采用研制的1維非定態程序GOFEL-P，對能量啁啾自由電子激光放大器放大啁啾脈沖的過程進行了數值模擬和分析，計算了不同啁啾參數的脈沖被放大后的腔外壓縮情況。結果表明：與單能電子束時相比，能量啁啾自由電子激光可以放大具有更大啁啾參數的啁啾脈沖，使壓縮后的脈沖峰值功率增大至568GW，脈沖寬度縮短至2.29fs大幅增強自由電子激光放大啁啾脈沖以及腔外壓縮脈沖的效果。

　　超短脈沖在有群速度色散（GVD）的線性介質中傳播后即可得到展寬的線性啁嗽脈沖。這種啁嗽脈沖若是高斯脈沖，則其慢變包絡可表示為2時為正啁嗽，表示脈沖后沿的頻率會變大，當C<0時為負啁嗽，表示脈沖后沿的頻率會變小。

　　超短脈沖激光已經成為諸如強場物理等科學研宄領域中的強有力的研宄手段，推動了這些研宄領域的發展和進步。啁嗽脈沖放大（CPA）技術是獲得高強度的超短脈沖自由電子激光（FEL）的一種主要途徑。從單能FEL放大器放大啁嗽脈沖的數值模擬結果中當C=50時達到的zui高峰值功率63.3GW.因此，利用能量啁嗽電子束的FEL放大器放大啁嗽脈沖的效果要遠好于單能電子束FEL放大器的效果，放大的啁嗽脈沖被壓縮后可以得到高出將近1個數量級的峰值功率。當300以后，壓縮后的脈沖峰值功率會下降，這要是因為C值的增大會使啁嗽脈沖每滑移一個波長后的失諧增大，所以過大的C值對脈沖的放大和壓縮是不利的。

　?。╞）中所示的脈沖被壓縮后的zui小寬度為2.29fs（C=350），比中的單能電子束放大啁嗽脈沖的模擬結果18.5fs小了近1個數量級。這主要得益于能量啁嗽電子束使FEL放大器的增益線寬大大提高，從而可以放大具有很大C值的啁嗽脈沖，大大提高脈沖的展寬壓縮比，使脈沖寬度被壓縮得更短。

　　3結論采用1維非定態程序GOFEL-P，對能量啁嗽FEL放大啁嗽脈沖的過程進行了數值模擬和分析，結果表明：能量啁嗽FEL可以明顯提高脈沖的功率增益，增大FEL的增益線寬，從而可以放大具有很大C值的啁嗽脈沖，大大提高脈沖的展寬壓縮比。與單能電子束時相比，壓縮后的脈沖峰值功率增大和寬度縮短近1個數量級，大幅度提高了FEL放大啁嗽脈沖以及腔外脈沖的壓縮效果。數值模擬的結果初步驗證了采用能量啁嗽電子束的FEL可以直接產生啁嗽脈沖。如何使用具有能量啁嗽電子束的FEL放大器產生并放大啁嗽脈沖將是我們進一步開展的研宄工作。北京富瑞恒創科技有限公司。