Известия высших учебных заведений

Прикладная нелинейная динамика

ISSN 0869-6632 (Print)
ISSN 2542-1905 (Online)

Для цитирования:

Барышевский В. Г., Сытова С. Н. Радиационные процессы, радиационная неустойчивость и хаос в излучении, образованном релятивистскими пучками, движущимися в трехмерных (двумерных) пространственно-периодических структурах (естественных и фотонных кристаллах) // Известия вузов. ПНД. 2013. Т. 21, вып. 6. С. 25-48. DOI: 10.18500/0869-6632-2013-21-6-25-48

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
Иконка PDF 2013no6p025.pdf
(загрузок: 181)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Обзоры актуальных проблем нелинейной динамики
Тип статьи: 
Обзорная статья
УДК: 
535.3+537.5+539.12
DOI: 
10.18500/0869-6632-2013-21-6-25-48

Радиационные процессы, радиационная неустойчивость и хаос в излучении, образованном релятивистскими пучками, движущимися в трехмерных (двумерных) пространственно-периодических структурах (естественных и фотонных кристаллах)

Авторы: 
Барышевский Владимир Григорьевич, Институт ядерных проблем Белорусского государственного университета
Сытова Светлана Николаевна, Институт ядерных проблем Белорусского государственного университета
Аннотация: 

Дается обзор результатов исследований спонтанного и индуцированного излучения релятивистских частиц в естественных и фотонных кристаллах. Рассматривается дифракция электромагнитных волн в кристалле, резонансное и параметрическое (квазичеренковское) рентгеновское излучение, излучение при каналировании релятивистских частиц в кристаллах, дифракционное излучение в условиях каналирования, дифракционное излучение релятивистского осциллятора, индуцированное излучение в неодномерных  пространственно-периодических резонаторах (естественных или искусственных (электромагнитных, фотонных) кристаллах). Приводятся основы теории объемных лазеров на свободных электронах. На примере квазичеренковского параметрического излучения рассмотрено образование хаоса в процессах излучения в неодномерных пространственнопериодических структурах.

Ключевые слова: 
Электромагнитные волны
дифракция
фотонный кристалл
релятивистские частицы
каналирование
релятивистский осциллятор
индуцированное излучение
параметрическое рентгеновское излучение
квазичеренковское излучение
объемные лазеры на свободных электронах
неустойчивость
хаос
Список источников: 
  1. Трубецков Д.И., Храмов А.Е. Лекции по СВЧ электронике для физиков. Т.1,2. М.: Физматлит, 2003-2004.
  2. Baryshevsky V.G. Spontaneous and induced radiation by relativistic particles in natural and photonic crystals. Crystal X-ray lasers and Volume Free Electron Lasers (VFEL) // arXiv:1101.0783v1 [physics.acc-ph] 4 Jan 2011. 191 p.
  3. Baryshevsky V.G. Title: High Power microwave and optical volume free electron lasers (VFELs) // arXiv:1211.4769 [physics.optics] 20 Nov 2012. 35 p.
  4. Baryshevsky V.G., Dubovskaya I. Ya. Diffraction phenomena in spontaneous and stimulated radiation by relativistic particles in crystals (review). Lawrence Berkeley Laboratory, LBL-31695, ESG Note-162, 1991. 119 p.
  5. Барышевский В. Г. Каналирование, излучение и реакции в кристаллах при высоких энергиях. Мн.: БГУ, 1982.
  6. Барышевский В. Г. Ядерная оптика поляризованных сред. М.: Энергоатомиздат, 1995.
  7. Baryshevsky V.G., Feranchuk I.D., Ulyanenkov A.P. Parametric X-ray Radiation in Crystals: Theory, Experiment and Applications. Series: Springer Tracts in Modern Physics. Springer, 2005.
  8. Baryshevsky V.G. High-Energy Nuclear Optics of Polarized Particles. World Press, 2012.
  9. Морс Ф. М., Фешбах Г. Методы теоретической физики. Т. 1. М.:ИЛ, 1958.
  10. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1982.
  11. Никольский В. В. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Наука, 1973.
  12. Пинскер З. Г. Рентгеновская кристаллооптика. М.: Наука, 1982.
  13. Джеймс Р. Оптические принципы дифракции рентгеновских лучей. М.: ИЛ, 1950.
  14. Batterman B. W., Cole H. Dynamical diffraction of X-rays by perfect crystals // Rev. Mod. Phys. 1964. Vol. 36. P. 681.
  15. Чжан Ш. Многоволновая дифракция рентгеновских лучей в кристаллах. М.: Мир, 1987.
  16. Гинзбург В.Л., Франк И. М. Излучение равномерно движущегося электрона,возникающее при его переходе из одной среды в другую // ЖЭТФ. 1946. Т. 16. С. 15.
  17. Гарибян Г. М. К теории переходного излучения и ионизационных потерь энергии частицы // ЖЭТФ. 1959. В. 2. Т. 37. С. 527.
  18. Барсуков К. А. Переходное излучение в волноводе // ЖЭТФ. 1959. В. 4. Т. 37. С. 1106.
  19. Франк И. М. Излучение Вавилова–Черенкова. М.: Наука, 1988.
  20. Тер-Микаэлян М.Л. Излучение быстрых частиц в неоднородной среде // ДАН СССР. 1960. Т.34. С.318.
  21. Ter-Mikaelyan M.L. Emission of fast particles in a heterogeneous medium // Nuclear Physics. 1961. Vol. 24. P.43.
  22. Тер-Микаэлян М. Л. Влияние среды на электромагнитные процессы при высоких энергиях. Ереван: Изд-во АН АрмССР, 1969.
  23. Болотовский Б. М., Воскресенский Г. В. Дифракционное излучение // УФН. 1966. Т. 88(2). С.209.
  24. Барышевский В. Г. О рассеянии света потоком электронов, проходящих через кристалл // Докл. АН БССР. 1971. Т. 15, No 4. С. 306.
  25. Барышевский В. Г., Феранчук И. Д. О переходном излучении гамма-квантов в кристалле // ЖЭТФ. 1971. Т. 61, No3(9). С. 944; Поправка // ЖЭТФ. 1973. Т. 64, No2. С. 760.
  26. Адищев Ю. Н., Барышевский В. Г., Воробьев С.А. и др. Экспериментальное обнаружение рентгеновского параметрического излучения // Письма в ЖЭТФ. 1985. Т. 41, вып. 7. С. 259.
  27. Baryshevsky V.G., Danilov V.A., Ermakovich O.L. et al. Angular distribution of parametric X-rays // Physics Letters A. 1985. Vol.10. P.477.
  28. Afanasenko V.P., Baryshevsky V.G., Gradovsky O.T. et al. Detection of parametric X-ray radiation of a GaAs monocrystal // Phys. Lett. 1989. Vol. A141. P. 311.
  29. Афанасенко В. П., Барышевский В. Г. и др. Обнаружение многоволновой генерации параметрического рентгеновского излучения (ПРИ) // Письма в ЖТФ. 1989. Т. 15, вып. 1. С. 33.
  30. Афанасенко В.П., Барышевский В.Г., Гациха С.В. и др. Обнаружение аномалии в угловом распределении параметрического рентгеновксого излучения // Письма в ЖЭТФ. 1990. Т. 51. С.213.
  31. Brenzinger K.-H., Herberg C., Limburg B. et al. Investigation of production mechanism of parametric X-ray radiation // Zeitschrift fur Phusik A. 1997. Vol. 358, No1. P.107.
  32. Lautha W., Backe H. , Kettigb O. et al. Coherent X-rays at MAMI // Eur. Phys. J. A 2006. Vol. 28. P. 185.
  33. Барышевский В. Г., Дубовская И. Я. Сложный и аномальный эффекты Допплера для каналированного позитрона (электрона) // Докл. АН СССР. 1976. Т. 231, No 6. С. 1335.
  34. Kumakhov M. A. (1976). On the theory of electromagnetic radiation of charged particles in a crystal // Phys. Lett. A. 1976. Vol. 57, N 1. P. 17.
  35. Swent R. L., Pantell R. H., Alguard M. J. et al. Observation of channeling radiation from relativistic electrons // Phys. Rev. Let. 1979. Vol. 43, N 23. P. 1723.
  36. Alguard M. J., Swent R. L., Pantell R. H. et al. Observation of radiation from channeled positrons // Phys. Rev. Let. 1979. Vol. 42, N 17. P. 1148.
  37. Cue N., Bonderup E., Marsh B. B. et al. Transitions between bound states for axially channeled MeV electrons // Phys. Let. A. 1980. Vol. 80, N 1. P. 26.
  38. Baryshevskii V. G., Dubovskaya I. Ya. Coherent radiation of the channeling positron (electron) // Phys. Status Solidi (b). 1977. Vol. 82, N 1. P. 403.
  39. Гинзбург В.Л. Квантовая теория светового движения электрона, равномерно движущегося в среде //ЖЭТФ. 1940. Т.10, вып.6. С.589.
  40. Korotchenko K.B., Pivovarov Yu.L., Tukhfatullin T.A. Angular distributions of diffracted X-ray radiation from channeled electrons in Si and LiF crystals: Influence of energy levels band structure // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. 2008. Vol. B266, N17. P. 3753.
  41. Барышевский В. Г. Аномалия в зеркальном отражении рентгеновских лучей и гамма-квантов от кристаллов // Письма в ЖТФ. 1976. Т.2, No3. С.112.
  42. Барышевский В. Г. Поверхностное параметрическое излучение релятивистских частиц // Доклады АН СССР. 1988. Т. 299. С. 1363.
  43. Baryshevsky V. G., Feranchuk I. D. Parametric beam instability of relativistic charged particles in a crystal // Phys. Lett. A. 1984. Vol.102. P. 141.
  44. Барышевский В. Г., Феранчук И. Д. Квантовая теория рентгеновского параметрического генератора с учетом многоволновой дифракции //Вести Академии наук БССР, сер. физ.-мат.н. 1985. No3. С.90.
  45. Барышевский В. Г. Неустойчивость волн в периодической среде // Доклады АН БССР. 1987. Т. XXXI, No12. C. 1089.
  46. Барышевский В. Г., Дубовская И. Я., Феранчук И. Д. Черенковская неустойчивость пучка заряженных частиц, проходящего через трехмерную пространственнопериодическую среду // Вести АН БССР. Сер. физ.-мат. н. 1988. No1. С.92.
  47. Барышевский В. Г., Дубовская И. Я. Индуцированное рентгеновское излучение релятивистского электронного пучка в лазере на свободных электронах с распределенной обратной связью в трехмерной пространственно-периодической среде // Вести Академии наук БССР, сер. физ.-эн.н. 1990. No1. С.30.
  48. Барышевский В. Г., Батраков К. Г., Дубовская И. Я. ЛСЭ на параметрическом (квазичеренковском) излучении // Вести Академии наук БССР, сер. физ.-эн.н. 1991. No1. С.53.
  49. Baryshevsky V. G., Batrakov K. G., Dubovskaya I. Ya. Parametric (quasi-Cherenkov) X-ray free electron laser // J. Phys. D. 1991. Vol. 24. P. 1250.
  50. Baryshevsky V.G., Dubovskaya I.Ya., Zege A.V. The influence of absorption on the generation threshold in an X-ray laser by channeling radiation in the presence of distributed feedback // Physics Letters A. 1991. Vol. 149. P.30.
  51. Маршалл Т. Лазеры на свободных электронах. М.: Мир, 1987.
  52. Baryshevsky V. G., Batrakov K. G., Dubovskaya I.Ya., Karpovich V.A., Rodionova V.N. Volume Quasi-Cherenkov FEL in mm-Spectral Range// Proc. Free Electron Lasers. 1996. 1997. P.II-75.
  53. Baryshevsky V. G., Batrakov K.G. Gurinovich A.A. et al. First lasing of a volume FEL (VFEL) at a length range 4-6 mm // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. 2002. Vol. A483. P. 21.
  54. Baryshevsky, V., Belous N., Gurinovich A. at el. Volume Free Electron Laser with a grid photonic crystal with variable period: Theory and experiment // Proc. FEL2009 (Liverpool, UK, MOPC49). 2009. P. 134.
  55. Baryshevsky V.G., Belous N. A., Gurinovich A.A. et al. Experimental studies of Volume FELs with a photonic crystal // Proc. 35th Int. Conf. on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves. IRMMWTHz. 2010. 2 p.
  56. Baryshevsky V.G., Belous N. A., Gurinovich A.A. et al. Experimental studies of volume FELs with a photonic crystal made of foils // Proc. 32 Int. Conf. FEL2010. THPB18. P.632.
  57. Тагер А.С., Зюлина Е.А., Победоносцев А.С. и др. Электронно-лучевая лампа малой мощности миллиметрового диапазона. Авт. Свидетельство СССР SU 1840644 А1. 1956.
  58. Силин Р.А., Сазонов В.П. Замедляющие системы. М.: Советское радио, 1966.
  59. Силин Р.А. Периодические волноводы. М.: Фазис, 2002.
  60. Ерохин Н.С. и др. Неравновесные и резонансные процессы в плазменной радиофизике. М.: Наука. 1982.
  61. Братман В.Л., Гинзбург Н.С., Денисов Г.Г. Об использовании в ЛСЭ распределенной обратной связи // Письма в ЖТФ. 1981. Т.7, No21. С. 1320.
  62. Baryshevsky V.G., Batrakov K.G., Evdokimov V.A. et al. Experimental observation of radiation frequency tuning in "OLSE-10"prototype of volume free electron laser // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. 2006. Vol. B252. P. 86.
  63. Baryshevsky V.G., Gurinovich A.A. Spontaneous and induced parametric and Smith-Purcell radiation from electrons moving in a photonic crystal built from the metallic threads // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. 2006. Vol. B252. P. 92.
  64. Вайнштейн Л.А., Солнцев В.А. Лекции по сверхвысокочастотной электронике. М.: Сов. Радио, 1973.
  65. Кузнецов С.П., Трубецков Д.И. Нестационарные нелинейные явления при взаимодействии электронного потока, движущегося в скрещенных полях, с обратной электромагнитной волной // Известия вузов. Радиофизика. 1977. Т. 20, N 2. С.300.
  66. Гинзбург Н.С., Кузнецов С.П., Федосеева Т.Н. Теория переходных процессов в релятивистской ЛОВ // Известия вузов.Радиофизика. 1978. Т. 21, No7. С.1037.
  67. Трубецков Д.И., Анфиногентов В.Г., Рыскин Н.М. и др. Сложная динамика электронных приборов СВЧ: Нелинейная нестационарная теория с позиций нелинейной динамики // Радиотехника. 1999, No4. C.61.
  68. Батраков К. Г., Сытова С. Н. Моделирование объемных лазеров на свободных электронах // ЖВМ и МФ. 2005. Т. 45. С. 690.
  69. Сытова С. Н. Хаос в объемных лазерах на свободных электронах // Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2011. T. 19. No2. C.93.
  70. Сытова С. Н. Модели объемных лазеров на свободных электронах // Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2012. T. 20. No6. C.124.
  71. Sytova S. Comparison of one-dimensional and volume distributed feedback in microwave vacuum electronic devices // Nonlinear Phenomena in Complex Systems. 2012. Vol. 15. P. 378.  
Поступила в редакцию: 
08.10.2013
Принята к публикации: 
08.10.2013
Опубликована: 
28.02.2014
Краткое содержание:
Иконка PDF a2013no6p025.doc_.pdf
(загрузок: 98)
  • 2279 просмотров