8103

8103

بررسي آشوب در آنهابرهمكنش الكترون- ليزر در حضور ميدانهاي مختلف مغناطيسي ياالكترومغناطيسي ويگلر، مغناطيسي محوري، الكتريكي كانال يوني و

دكتري

فيزيك

1389

1389

دكتر مهدي اسماعيل زاده

چكيده در اين رساله برهمكنش بين باريكه الكتروني نسبيتي و موج ليزر در حضور ميدانهاي الكتريكي و مغناطيسي مختلف مطالعه مي شود. در بررسي اين برهمكنش به دو موضوع تقويت موج ليزر (در ليزر الكترون- آزاد) و تقويت انرژي الكترون (در شتاب الكترون در حضور يا غياب ميدان ويگلر ) پرداخته مي شود. با حل معادله نسبيتي لورنتس براي حركت الكترون در حضور ميدانهاي مختلف به صورت تحليلي و يا به صورت عددي به روش رانگ كوتا (مرتبه 4 يا 6) با اندازه گام بهينه (براي كنترل خطا)، كاهش انرژي الكترون (در ليزر الكترون - آزاد) يا افزايش آن (در شتاب الكترون ) مورد مطالعه قرار گرفته مي گيرد. از عوامل كاهش بهره و بازدهي در سيستمهاي مورد بررسي، آشوب است. بنابراين در اين پايان نامه به مطالعه ديناميك آشوبي حركت الكترون نيز پرداخته خواهد شد. بررسي آشوب با حل معادله هاي حركت هاميلتوني نسبيتي به روش رانگ كوتا مرتبه 4 با اندازه گام بهينه انجام مي گيرد. با ترسيم چهره پوانكاره و نماي لياپانوف، آشوبي يا منظم بودن سيستمها مورد مطالعه قرار مي گيرند. مطالعه ليزر الكترون- آزاد با ويگلر الكترومغناطيس و هستند كه بخشي از II و I كانال يوني راهنما نشان مي دهد كه مدارهاي الكترون شامل دو گروه ناپايدار هستند. همچنين بهره بيشينه در ليزر الكترون- آزاد وكانال يوني راهنما I مدارهاي گروه تقريبا دو برابر بهره بيشينه با ويگلر مگنتوستاتيك و كانال يوني راهنما است. در بررسي آشوب در ليزر الكترون- آزاد با ويگلرهاي الكترومغناطيس و همچنين مارپيچي واقعي با كانال يوني راهنما در حضور خود- ميدانها مشاهده مي شود كه خود- ميدانها سبب كاهش مسيرهاي آشوبي مي - شوند و با رعايت شرط بادكر سيستم منظم و غير آشوبي مي شود . در مطالعه شتاب الكترون در حضور پالس ليزري دايروي و كانال يوني نشان داده مي شود كه ميدان الكتريكي كانال ي وني موجب مي شود كه الكترون انرژي موثري از پالس ليزر بگيرد. همچنين در برهمكنش الكترون با دو پالس ليزري دايروي و كانال يوني نتيجه مي شود كه انرژي الكترون در حضور دو پالس ليزر با دامنه هاي پايين اما با مقادير بهينه فاز اوليه و فركانس پالس ليزر، بسيار بالاتر نسبت به يك پالس ليزر با دامنه بسيار بالا است. در مطالعه شتاب الكترون به وسيله پالس ليزري دايروي در حضور ميدان مغناطيسي باريك شده نشان داده مي شود كه اگر پارامتر باريك كننده ميدان مغناطيسي بهينه انتخاب شود، الكترون بطور موثري شتاب مي گيرد و انرژي الكترون بيشتر از حالت با ميدان مغناطيسي يكنواخت مي باشد. در بررسي برهمكنش الكترون با پالس ليزري گاوسي خطي با طولموج متغير در حضور ميدانهاي مغناطيسي ويگلرهاي واقعي تخت يا مارپيچي (ليزر الكترون - آزاد معكوس) نتيجه مي شود كه پارامترهايي مانند فاز اوليه پالس ليزر و اندازه كمر پرتو ليزر در تبادل انرژي بين الكترون و ميدان ليزر بسيار موثرند. همچنين در حضور ميدان مغناطيسي ويگلر تخت واقعي، شتاب دادن الكترون توسط پالس ليزري گاوسي خطي با طول موج متغير موثرتر است . در نهايت با مطالعه آشوب در شتاب الكترون با پالس ليزري دايروي با دامنه ثابت و ميدان مغناطيسي محوري يكنواخت مشاهده مي شود كه مسيرهاي الكترون منظم و غير آشوبي هستند. واژه هاي كليدي: ليزر الكترون- آزاد، شتاب الكترون، ليزر الكترون- آزاد معكوس، آشوب و انرژي الكترون