自由电子激光物理导论

本书对自由电子激光的基本理论、物理机理、相关技术与实验，以及发展前沿进行系统介绍与论述。主要内容有：自由电子激光的特点、运行原理与基本概念；自由电子激光的基本方程理论描述；自由电子激光中的重要物理效应；自由电子激光实验装置相关技术介绍；自由电子激光基本运行模式以及研究发展前沿。通过本书力图使读者能对自由电子激光总体全貌有一概要的了解，掌握重要的基本概念和物理图像。 本书可供从事自由电子激光相关研究，或进行自由电子激光应用工作的科研人员及相关研究生阅读参考。

第1章 引言
1.1 自由电子激光的特点
1.2 自由电子激光的历史与国内外发展
1.3 自由电子激光的应用
参考文献
第2章 自由电子激光工作原理
2.1 自由电子和电磁波的能量交换
2.2 色散关系
2.3 电子束团的辐射
2.4 自发辐射
2.5 受激辐射
2.6 自由电子激光经典理论描述适用性
参考文献
第3章 自由电子激光基本方程
3.1 电子在波荡器中的运动轨迹
3.2 能量方程
3.3 电子相位方程
3.4 光场方程
3.5 光场增益
3.5.1 低增益情况
3.5.2 高增益情况
3.5.3 光场低增益与高增益的比较
3.6 初始群聚电子的辐射光场
3.6.1 预聚束电子的辐射光场
3.6.2 电子初始群聚产生的相干自发辐射
3.7 电子分布方程
参考文献
第4章 自由电子激光中的物理效应
4.1 电子的β振荡
4.2 空间电荷场效应的影响
4.3 电子脉冲与光脉冲之间的滑移效应
4.4 边带不稳定性
4.5 高次谐波辐射
4.6 光场模式
4.6.1 光场纵模
4.6.2 光场横模
4.7 光导效应
参考文献
第5章 自由电子激光实验装置
5.1 波荡器
5.1.1 波荡器分类
5.1.2 波荡器磁场参数设计及要求
5.2 光学速调管
5.3 变参数型波荡器
5.4 横向梯度波荡器
5.5 用波导管的自由电子激光
5.6 自由电子激光中的加速器及相关技术
5.6.1 自由电子激光中的电子注入器
5.6.2 自由电子激光中的电子加速器
5.6.3 相关技术
5.7 电子束品质要求及影响
5.7.1 电子束品质要求
5.7.2 电子束品质影响
参考文献
第6章 自由电子激光的基本运行模式
6.1 自由电子激光振荡器
6.1.1 振荡器自由电子激光光场
6.1.2 振荡器自由电子激光装置
6.1.3 振荡器自由电子激光关键问题
6.2 自放大自发辐射自由电子激光
6.3 谐波放大自由电子激光
6.3.1 相干谐波的产生与放大
6.3.2 相干谐波辐射（超辐射）模式
6.3.3 高增益谐波辐射HGHG（指数增益）模式
参考文献
第7章 自由电子激光研究发展前沿
7.1 高功率自由电子激光
7.2 全相干X射线自由电子激光
7.3 超短脉冲X射线自由电子激光
7.4 自由电子激光特殊输出光
7.5 自由电子激光小型化
参考文献
附录
A.1 激光相干性
A.2 平面型波荡器，能量方程（（3.2.4）式）中贝塞尔函数因子的推导
A.3 Madey定理验证
A.4 光场方程推导
A.5 （3.4.14）式和（3.5.1）式中的数学推导
A.6 指数增益自由电子激光的相速度和群速度
A.7 周期磁场
A.8 锥形波荡器同步振荡周期