Ви́гглер (от англ. wiggle — вихлять, изгибаться, ёрзать) — устройство для генерации синхротронного излучения в электронном накопителе -синхротроне.

Вигглер, помещённый в резонатор (например, два параллельных зеркала резонатора Фабри — Перо ), — простейшее устройство лазера на свободных электронах .

Иногда вигглеры устанавливают в накопители для управления степенью затухания бетатронных и синхротронных колебаний частиц пучка.

Описание

Вигглер представляет собой массив магнитов , создающий сильное поперечное (как правило, вертикальное) знакопеременное магнитное поле. Его можно представить себе как последовательность коротких дипольных магнитов, полярность каждого следующего из которых противоположна предыдущему. Вигглер 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.

Магниты, из которых собран вигглер, могут быть обычными электромагнитами, сверхпроводящими, либо постоянными. Типичное магнитное поле вигглера в максимумах — до 10 тесла . Мощность получаемого синхротронного излучения — до сотен кВт — зависит как от тока пучка, так и от напряжённости магнитного поля , а также от количества полюсов вигглера (от трёх до нескольких десятков). Типичный диапазон длин волн синхротронного излучения, генерируемого вигглером, — от жёсткого ультрафиолета до мягкого рентгена , хотя существуют вигглеры с энергией генерируемых квантов до нескольких МэВ .

Теория

Режим работы вигглера зависит от постоянной ${\displaystyle k:}$

${\displaystyle k={\frac {eBl}{2\pi mc}},}$

где ${\displaystyle e}$ — заряд электрона,

${\displaystyle B}$ — напряжённость магнитного поля,

${\displaystyle l}$ — период изменения магнитного поля вдоль оси,

${\displaystyle m}$ — масса электрона,

${\displaystyle c}$ — скорость света.

Если ${\displaystyle k\ll 1,}$ то есть амплитуда осцилляций мала, и синхротронное излучение интерферирует, спектр излучения узкий. Такого рода устройства называют ондуляторами . Собственно вигглер характеризуется ${\displaystyle k\gg 1}$ , спектр его излучения значительно шире, излучение от каждого периода колебаний электрона складывается некогерентно.

Для улучшения этой статьи по физике желательно : Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники , подтверждающие написанное . После исправления проблемы исключите её из списка. Удалите шаблон, если устранены все недостатки.

См.также

Лазер на свободных электронах

Примечания