Ондулятор

Схематическое изображение ондулятора. 1 — магниты; 2 — электронный пучок; 3 — синхротронное излучение.

Ондуля́тор (от фр. onduler — волноваться, колебаться) — устройство для генерации когерентного синхротронного излучения в электронном накопителе-синхротроне.

Вигглер vs. ондулятор

Ондулятор для Австралийского синхротрона.

Как и вигглер, ондулятор представляет собой магнит с переменным в пространстве поперечным магнитным полем. Его можно представить себе как последовательность коротких дипольных магнитов, полярность каждого следующего из которых противоположна предыдущему. Ондулятор устанавливается в прямолинейный промежуток электронного синхротрона, и ультрарелятивистский пучок проходит в нём по извилистой траектории, близкой к синусоиде, излучая фотоны в узкий конус вдоль оси пучка. Вводится так называемый коэффициент ондуляторности:

$K=\frac{e B \lambda_u}{2 \pi m_e c} \simeq 0.965\cdot B(T)\cdot \lambda_u(cm),$

где e — заряд электрона, B — магнитное поле, $\lambda_u$ — период ондулятора вдоль оси пучка, $m_e$ — масса электрона, c — скорость света. При $K\geq 1$ амплитуда колебаний электронов велика, излучение некогерентно, мощность излучения пропорциональна числу периодов ондулятора $I \propto N$, устройство называется вигглером. При малых амплитудах колебаний и малом параметре ондуляторности $K\leq 1$ излучение становится когерентным, а его мощность $I \propto N^2$. Этот случай соответствует, собственно, ондулятору.

Свойства ондуляторного излучения

Длина волны ондуляторного излучения определяется выражением^[1]:

$\lambda = \frac{\lambda_u}{2\gamma^2}(1+K^2/2 + \gamma^2\theta^2),$

где $\theta$ — угол наблюдения, $\gamma$ — релятивистский фактор. Минимальная длина волны, таким образом, излучается под нулевым углом, и для характерных параметров $\lambda_u$ ~ 1 см, $\gamma$ ~ 3000, $\lambda_{min} = \frac{\lambda_u}{2\gamma^2}$ ~ 10 Å.

См. также

• Вигглер
• Специализированные источники синхротронного излучения
• Синхротронное излучение

Примечания

1. ↑ Coherent Undulator Radiation, D.T. Attwood.

Ссылки

• Soft X-Rays and Extreme Ultraviolet Radiation, курс лекций.