1. 毕业设计（论文）主要内容：

自由电子激光（free electron laser, fel）是一种以在周期磁场中做振荡的相对论优质电子束作为工作物质的大功率、可调谐的相干辐射源，它的物理基础是运动的自由电子对电磁波的受激散射，具有高功率、高效率、波长的大范围可调谐和超短脉冲的时间结构等一系列优良特性。自由电子激光的性能和参数要求依赖于电子束的品质，一般用光阴极微波电子枪产生高品质的电子束团用于驱动紫外线、x射线及硬x射线等短波长激光；而热阴极微波电子枪相对来说，产生的电子束品质稍差，但也可以用于驱动红外、远红外激光以及thz辐射。无论是光阴极还是热阴极，仅仅是电子束发射的材料和机制不同，但用于电子束产生的微波腔都可以使用经典的1.6cell微波电子枪结构。

用于约束和驱动电子束团的时谐射频场来自于微波功率源系统产生的高功率微波信号，途径波导系统传输至谐振腔，并由衰减器、耦合器等可调器件控制。如何在谐振腔内激发起所需的射频场型，并经幅度和相位调节使得电子束品质达到最优，是微波电子枪理论、设计以及实验的关键。本课题拟在经典1.6cell微波腔的基础上，精确计算其微波场型，并针对光阴极和热阴极两种电子发射方式，给出束流动力学仿真结果，完成物理设计。具体研究内容包括：

1.了解自由电子激光相关背景知识，学习电子束注入器相关知识，如注入器基本构成、分类，和相关理论，并且掌握电磁场计算软件superfish；

2. 毕业设计（论文）主要任务及要求

1. 通过本课题的训练，培养学生动手能力、分析问题及解决问题的能力；

2. 翻译与本课题相关的英文资料（不少于5000中文字符）；

3. 查阅文献资料，撰写开题报告（不少于5000中文字符）；

3. 毕业设计（论文）完成任务的计划与安排

1-2周，完成开题报告和文献翻译，完成开题答辩；

3-4周，了解自由电子激光背景知识，熟悉微波电子枪相关知识；

5-7周，掌握superfish和parmela/astra软件，完成电磁场计算；

4. 主要参考文献

[1] 周宇东.自由电子激光器的原理与应用[j].中国新技术新产品,2017(05):4-5.

[2] 胡桐宁. 紧凑型亚毫米波 fel 预注入器关键技术研究[d]. 华中科技大学博士论文, 2013.

[3] linac coherentlight source (lcls) conceptual design report. slac-r-593, april 2002, uc-414.