[发明专利]自由电子激光器

权利要求书

1.一种自由电子激光器，包括:

电子源，所述电子源能够操作以产生包括电子聚束的上游电子束；

束路径，所述束路径被配置为：引导所述上游电子束通过直线加速器系统、聚束压缩器和波荡器，以产生相干辐射；使离开所述波荡器的下游电子束以一相位与所述上游电子束平行地再循环通过所述直线加速器，使得所述下游电子束被所述直线加速器减速；并将所述下游电子束引导到束收集器；

第一能量散布装置，所述第一能量散布装置能够操作以对电子聚束的能量分布施加可逆变化，并且在所述束路径中位于所述聚束压缩器之前的位置，使得所述第一能量散布装置中仅通过所述上游电子束；以及

第二能量散布装置，所述第二能量散布装置能够操作以反转由所述第一能量散布装置施加的电子聚束的能量分布的变化，所述第二能量散布装置在所述束路径中位于所述波荡器之前的位置，使得所述第二能量散布装置中仅通过所述上游电子束。

2.如权利要求1所述的自由电子激光器，其中所述第二能量散布装置直接位于所述波荡器之前。

3.根据权利要求1或2所述的自由电子激光器，其中，所述束路径包括一个或多个弧形部，并且所述弧形部被配置为用作所述聚束压缩器。

4.根据权利要求1或2所述的自由电子激光器，其中，所述直线加速器系统包括布置在所述束路径中的第一直线加速器和第二直线加速器，使得所述上游电子束在所述第二直线加速器之前通过所述第一直线加速器，所述下游电子束在所述第一直线加速器之前通过所述第二直线加速器。

5.如权利要求4所述的自由电子激光器，第一能量散布装置位于所述第一直线加速器和所述第二直线加速器之间。

6.根据权利要求4所述的自由电子激光器，其中所述束路径被配置为在所述波荡器之前引导所述上游电子束通过所述第一直线加速器和所述第二直线加速器中的每一个多于一次，并且在所述收集器之前引导所述下游电子束通过所述第二直线加速器和所述第一直线加速器中的每一个多于一次。

7.如权利要求1或2所述的自由电子激光器，其中所述第一能量散布装置直接位于所述电子源之后。

8.如权利要求1或2所述的自由电子激光器，其中所述第一能量散布装置和所述第二能量散布装置中的每一个包括横向偏转RF腔。

9.如权利要求8所述的自由电子激光器，其中，每个横向偏转RF腔被配置成使得当其中的磁场处于最小值的时候，电子聚束通过所述横向偏转RF腔。

10.根据权利要求1或2所述的自由电子激光器，其中，所述第一能量散布装置和所述第二能量散布装置中的至少一个还能够以偏转模式操作，在所述偏转模式下，所述第一能量散布装置和所述第二能量散布装置中的至少一个将电子聚束偏转到诊断束路径。

11.一种自由电子激光器，包括:

电子源，所述电子源能够操作以产生包括电子聚束的上游电子束；

束路径，所述束路径被配置为：引导所述上游电子束通过直线加速器系统、聚束压缩器和波荡器，以产生相干辐射；使离开所述波荡器的下游电子束以一相位与所述上游电子束平行地再循环通过所述直线加速器，使得所述下游电子束被所述直线加速器减速；并将所述下游电子束引导到束收集器；

去啁啾装置，所述去啁啾装置被配置为从所述上游电子束的电子聚束中移除啁啾；

冲洗装置，所述冲洗装置被配置为使所述上游电子束的所述电子聚束中的电子的纵向位置与它们的能量成比例地移位；

啁啾装置，所述啁啾装置被配置为将啁啾增加到所述上游电子束的所述电子聚束中；和

压缩器，所述压缩器被配置为压缩所述电子聚束。

12.如权利要求11所述的自由电子激光器，其中，所述直线加速器被配置为用作所述去啁啾装置。