Экспериментальные исследования по созданию специальных ондуляторов для лазеров на свободных электронах и лазерных ускорителей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.01, кандидат физико-математических наук Толмачев, Сергей Валерьевич

• Толмачев, Сергей Валерьевич
• кандидат физико-математических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Толмачев, Сергей Валерьевич

Аннотация.

Введение.

Глава 1. Типы ондуляторов и технологии их изготовления.

1.1. Плоские и спиральные ондуляторы.

1.2. Однородные и профилированные ондуляторы.

1.3. Электромагнитные ондуляторы и ондуляторы на постоянных магнитах

1.4. Безжелезные и гибридные ондуляторы.

1.5. Сравнение технологий изготовления ондуляторов.

Глава 2. Развитие ондуляторных технологий.

2.1. Плоские ондуляторы на постоянных магнитах с короткими периодами и максимальными полями.

2.2. Высокие требования на однородность и периодичность полей.

2.3. Фокусировка собственными полями ондуляторов.

2.3.1. Естественная (вертикальная) фокусировка в ондуляторах.

2.3.2. Горизонтальная фокусировка в ондуляторах.

2.4. Разработка ондуляторных схем с фокусировкой в обеих плоскостях.

2.4.1. Схема с С-образной формой полюсов.

2.4.2. Схема с противоположно направленными боковыми магнитами.

2.4.3. Схема с одинаково направленными боковыми магнитами.

Глава 3. Усовершенствование методов измерения магнитных полей.

3.1. Основные способы измерения распределения полей в магнитных структурах.

3.1.1. Методы, позволяющие получить подробную картину поля внутри магнитного элемента.

3.1.1.1. Приборы, основанные на ядерном магнитном резонансе (ЯМР).

3.1.1.2. Преобразователи Холла.

3.1.1.3. Измерительные катушки.

3.1.1.5. Вибрирующая проволока.

3.1.2. Методы, для определения интегральных характеристик магнитных элементов.

3.1.2.1. Протяженные интегрирующие катушки и продольные проволоки

3.1.2.2. Импульсный проволочный метод.

3.2. Усовершенствование используемых методов измерения магнитных полей

3.2.1. Увеличение точности измерений датчиком Холла.

3.2.2. Усовершенствование проволочной установки.

3.2.2.1. Выбор оптимального материала и длины проволоки.

3.2.2.2. Оригинальный датчик положения нити.

3.2.2.3. Выбор параметров импульса тока.

3.2.3. Решение проблемы измерения полей в длинных ондуляторах.

3.2.4. Фокусирующие свойства ондуляторов и их измерение с помощью проволочного метода.

3.3. Сравнение использованных методов измерения магнитных полей.

3.3.1. Статистические ошибки измерений полей методом датчика Холла.

3.3.2. Статистические ошибки измерений проволочным методом.

3.3.3. Анализ точностей метода ДХ и проволочного метода.

3.4. Рекомендации.

Глава 4. Применение модернизированных методов измерения магнитных полей для настройки ондуляторов.

4.1. Ондулятор KIAE-4 для эксперимента по нагреву плазмы в токамаке.

4.1.1. Конструкция двухсекционного ступенчато профилированного ондулятора KIAE-4.

4.1.2. Адаптация системы измерений магнитных полей для настройки ондулятора KIAE-4 с помощью ДХ.

4.1.3. Настройка магнитных полей и его интегралов в ондуляторе KIAE

4.1.4. Основные параметры и запуск установки FOM Fusion FEM с выходом на режим 730 кВт мм-волн в 10 мкс импульсах.

4.2. Подготовка ондулятора KIAE-1.5-1 для эксперимента по проверке режима SASE.

4.2.1. Настройка ондулятора с использованием проволочного метода перед установкой на канал ускорителя.

4.2.2. Основные параметры установки SATURNUS и эксперимент по измерению усиления в режиме SASE.

ГЛАВА 5. Ондулятор KIAE-UCLA 2м и осуществление режима SASE в безрезонаторном ЛСЭ.

5.1. Введение.

5.2. Конструкция ондулятора на постоянных магнитах.

5.2.1. Расчет фокусирующей системы.

5.2.2. Последовательность сборки ондулятора.

5.3. Магнитные свойства ондулятора.

5.3.1. Измерения датчиком Холла.

5.3.2. Измерения проволочным методом.

5.4. Усиление ЗхЮ5, полученное на установке безрезонаторного ЛСЭ.

5.4.1. Зависимость средней интенсивности излучения от заряда.

5.4.2. Флуктуации интенсивности.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экспериментальные исследования по созданию специальных ондуляторов для лазеров на свободных электронах и лазерных ускорителей»

6.2. Проект эксперимента "RRC-UCLA" по обращенному ЛСЭ.127

6.2. Расчет схемы и конструкция ондулятора.129

6.1.1. Определение структуры магнитной ячейки.130

6.1.2. Элементы регулировки магнитного поля.134

6.1.3. Принципиальная схема ондулятора для проекта ОЛСЭ.136

6.1.4. Выбор формы траектории в межсекционной области.138

6.1.5. Исследование предельно допустимых разбросов параметров установки при использовании лазера мощностью 0.4 ТВт.143

6.2. Конструкция спроектированного ондулятора.146

6.3. Механическая юстировка ондулятора.151

6.4. Настройка и измерение магнитных полей.153

6.5. Магнитные характеристики изготовленного ондулятора.156

6.5.1. Проверка возможностей регулировки магнитных полей, обеспечиваемых конструкцией ондулятора.156

6.5.2. Настройка магнитных полей с использованием датчика Холла.158

6.5.3. Настройка ондулятора по второму интегралу магнитного поля.160

6.5.4. Особенности использованной технологии для окончательной настройки ондулятора с помощью проволочного метода.165

6.6. Проверка фокусирующих свойств ондулятора.168

6.6.1. Измерение поперечных профилей магнитного поля.168

6.6.2. Измерения фокусировки проволочным методом.170

6.7. Ожидаемое ускорение, обеспечиваемое изготовленным ондулятором. 172

6.8. Описание ускорительной установки.176

6.9. Результаты эксперимента по лазерному ускорению.179

Заключение.180

Список литературы.186

Аннотация

Диссертация посвящена проблемам проектирования, создания и настройки периодических магнитных систем (ондуляторов), которые используются в установках лазеров на свободных электронах (ЛСЭ) и обращенных лазеров на свободных электронах (ОЛСЭ). Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы экспериментальной физики», Толмачев, Сергей Валерьевич

Заключение

В диссертации подводятся итоги более чем 10 летнего опыта работы автора по проектированию, созданию и настройке полей периодических магнитных структур - ондуляторов, которые использовались затем в действующих установках лазеров на свободных электронах и обращенных лазеров на свободных электронах.

На защиту выносятся следующие основные результаты работы:

• Проведен анализ существующих типов магнитных ондуляторов и технологий их изготовления. Показано, что наибольший интерес и широкое распространение в последние годы, как с точки зрения максимального магнитного поля, так простоты и компактности конструкции, представляют ондуляторы на постоянных редкоземельных магнитах, и в особенности плоские гибридные ондуляторы с полюсами из ванадиевого пермендюра.

• Предложены три новые схемы ондуляторов на постоянных магнитах, со встроенной фокусировкой, которые позволяют фокусировать электронный пучок не только в вертикальной плоскости, как в стандартных ондуляторных схемах, но также и в горизонтальной. Это свойство особенно важно при проектировании ондуляторов для однопроходных ЛСЭ, в которых требуется поддержание высокой эффективности взаимодействия электронного и лазерного пучков на больших расстояниях (сотни метров), а также для генераторов мм-волн, в которых используются заметно расходящиеся мощные электронные пучки низкой энергии.

• Создан стенд для прецизионных магнитных измерений на основе датчика Холла, который позволил автоматизировать процесс измерения магнитных полей и увеличить его точность. Была получена точность измерения магнитного поля в точке лучше, чем 0.1 Гаусс. Датчик Холла перемещался с помощью червячной передачи с минимальным шагом 0.6 мкм, его положение контролировалось лазерным интерферометром с точность 0.1 мкм. Для управления стендом и обработки результатов измерения написана компьютерная программа, которая выводит цифровую и графическую информации о распределении магнитного поля, а также его первого и второго интегралов.

• Проведены исследования точности измерения карты магнитных полей и интегральных характеристик с помощью стенда на основе датчика Холла. Найдены оптимальные значения шага измерения в зависимости от длины периода исследуемого ондулятора, времени задержки, необходимого для полной остановки датчика, а также от температурных условий. Проведены тщательные исследования аппаратных и статистических ошибок измерений.

• Существенно модернизирован проволочный метод измерения магнитных полей ондуляторов. Разработан простой и надежный бесконтактный датчик положения проволоки, основанный на регистрации изменений интенсивности света, вызванной колебаниями проволоки. По сравнению с другими датчиками он имеет наилучшие характеристики: линейный выходной сигнал в диапазоне 200 мкм и чувствительность около 50 мВ/мкм, что обеспечивает точность измерения положения проволоки лучше, чем 1 мкм.

• Предложены способы измерения магнитных полей протяженных (> 1 м) ондуляторов с помощью проволочного метода, а именно: использование особо прочной проволоки из бериллиевой бронзы, натянутой максимально возможным весом; применение специальных масляных демпферов для гашения отраженных волн и паразитных колебаний проволоки; изменение ориентации магнитного зазора ондулятора с горизонтальной на вертикальную, что позволяет уменьшить чувствительность к провисанию проволоки; небольшая численная коррекция результатов измерений с провисшей нитью, для восстановления картины магнитного поля на оси ондулятора.

• Показана возможность использования проволочного метода для получения информации о фокусирующих свойствах ондуляторов путем измерения вторых интегралов поля при смещении проволоки параллельно оси ондулятора в поперечных плоскостях (х или у). Метод применим как для исследования естественной фокусировки секступольного типа в вертикальной плоскости, вызываемой взаимодействием ондуляторных колебаний с продольной компонентой магнитного поля, так и для исследования фокусировки в плоскости колебаний, обеспечиваемой прямым действием поперечного магнитного поля на электронный пучок.

• Даны рекомендации по экспериментальной методике настройки полей периодических магнитных структур, обеспечивающие наибольшую точность настройки.

• Собран и настроен двухсекционный ступенчато-профилированный гибридный ондулятора KIAE-4, предназначенный для мощного мазера на свободных электронах, установленного в голландском ФОМ-институте физики плазмы "Rijnhuizen" в Nieuwegein. Амплитуда магнитного поля 2.0/1.6 кГс (для первой и второй секции соответственно), период ондулятора - 4 0 мм, полная длина 1.6 м. Схема ондулятора обеспечивает эффективную фокусировку мощного электронного пучка в диапазоне энергий от 1.75 до 2.0 МэВ (потери 12 А электронного пучка не превосходят 0.1%). Достигнута высокая степень однородности магнитного поля (разброс амплитуд магнитных полей не превышал 0.2%). Уникальные свойства ондулятора обеспечили возможность достижения проектных параметров установки. В ходе проведенного FOM-Fusion-FEM эксперимента генерировалось мм-излучение мощностью 120 кВт в 40 мкс импульсах. Частоту излучения можно было изменять от 130 до 260 ГГц в течение длительности импульса. Это свойство может оказаться очень существенным для повышения эффективности нагрева плазмы в токомаках за счет подстройки частоты излучения под частоту циклотронного резонанса.

• Выполнена высокоточная регулировка магнитных полей ондулятора KIAE-1.5-1 с помощью проволочного метода перед его установкой на электронный канал ускорителя в Университете Калифорнии в Лос-Анджелесе. В ходе проведенного эксперимента наблюдалось усиление спонтанного излучения, было получено рекордное на тот момент увеличение интенсивности первой гармоники излучения относительно интенсивности спонтанного излучения (в 6 раз) в хорошем согласии с теорией однопроходного ЛСЭ (режим SASE). Это явилось первым убедительным доказательством осуществимости режима SASE и создания будущих коротковолновых (вплоть до мягкого рентгена) ЛСЭ.

• Сконструирован и настроен безжелезный 2 м ондулятор на постоянных магнитах для эксперимента по дальнейшему изучению режима SASE. Амплитуда магнитного поля ондулятора -5.4 кГс в 5 мм магнитном зазоре, его период - 2.06 см. В длинном 2-х метровом ондуляторе обеспечена равная фокусировка в двух поперечных плоскостях с помощью предложенной компактной схемы квадрупольной фокусировки с использованием внешних постоянных магнитов. В результате проведенного в Лос-Аламосе эксперимента была получена максимальная (на то время) величина однопроходного усиления ЛСЭ (3x105) на длине волны 12 мкм в режиме запуска от шумового сигнала, что явилось дальнейшим подтверждением теории SASE.

• Спроектирован, изготовлен и настроен двухсекционный сильно профилированный гибридный ондулятор для эксперимента по лазерному ускорению по принципу обращенного лазера на свободных электронах. По проекту эксперимента 14МэВ электронный пучок может быть ускорен до энергии 55 МэВ в ондуляторе длиной 50 см, при этом впервые должен быть обеспечен захват электронов в ускоряемый сгусток до 30%. С целью выполнения требований к свойствам ондулятора, выдвинутых проектом, при его конструировании пришлось применить ряд новшеств. В конструкции впервые были использованы полюса специальной конической формы и трапециидальные боковые магниты, что позволило увеличить рабочий зазор ондулятора до 12 мм. Ондуляторные п оля дважды профилированы: вдоль его оси изменяется не только амплитуда магнитного поля (с 1.2 по 6.8 кГс), но и его период (от 15 до 50 мм). Такое сильное профилирование необходимо для обеспечения высокого темпа ускорения на всей длине ондулятора, включая межсекционную область, где расположен фокус 400 ГВт СОг лазера. При проектировании магнитной системы большое внимание было уделено обеспечению стабильности процесса ускорения: процент захвата электронов в ускоряемый сгусток, а также их конечная энергия, не должны сильно падать при небольших изменениях параметров электронного и лазерного пучков относительно номинальных. Высокая компактность и необходимая плотность размещения магнитов и полюсов была достигнута за счет того, что ондуляторные полюса были впервые объединены механически в блоки гребенок, которые вырезались из предварительно спаянных и обработанных заготовок на электроэрозионном станке без набегающей ошибки с точностью 0.05 мм. Настройка магнитных полей ондулятора обеспечила малые (±0.4%) отклонения экспериментальных полей от теоретических. Окончательная регулировка входных и выходных ячеек ондуляторных секций была выполнена с помощью проволочного метода. Установленный на электронный канал ондулятор подтвердил адекватность его свойств требованиям проекта ОЛСЭ. В ходе первого этапа эксперимента 15 МэВ электронный пучок был ускорен до энергии 32 МэВ в результате взаимодействия в первой секции ондулятора. • Все изготовленные ондуляторы являются оригинальными, отличаются от других по своей конструкции и свойствам. Каждый из них рассчитан под конкретный проект. В целом они характеризуются короткими периодами, экстремально высокими полями, превышающими так называемый предел Хальбаха, наличием встроенной системы фокусировки и высокой точностью настройки. * *

В заключении автор хотел бы поблагодарить сотрудников Лаборатории Когерентных Излучений, благодаря помощи и поддержке которых стала реальностью эта диссертация.

В первую очередь начальника ЛКИ Александра Алексеевича Варфоломеева, благодаря научному и организационному руководству которого стало возможным осуществление описанных выше работ, за полезные дисскусии и оказанную помощь в процессе подготовки этой диссертации.

Так же хотел бы поблагодарить Тимофея Ярового за помощь в проведении расчетов; Александра Варфоломеева мл. за помощь в конструировании, сборке и настройке UCLA-KIAE 2 м и К1АЕ-2р ондуляторов; Н. Османова, С. Иванченкова, А. Хлебникова и других бывших сотрудников ЛКИ, учавствовавших в конструировании, сборке и настройке KIAE-1.5-1, KIAE-1.5-3 и KIAE-4 ондуляторов.

Клаудио Пеллегрини, Пьетро Музумечи и других сотрудников физического отделения Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе, совместно с которыми были выполнены эксперименты по проверке осуществимости режима SASE и лазерного ускорителя типа ОЛСЭ.

Вима Урбануса и других сотрудников голландского института физики плазмы, совместно с которыми был проведен FOM-Fusion-FEM эксперимент.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Толмачев, Сергей Валерьевич, 2004 год

1. Elias L.R., Fairbank W.M., Madey J.M.J., Schwettman H.A., Smith T.I. «Observation of stimulated emission of radiation by relativistic electrons in a spatially periodic transverse magnetic field», Phys. Rev. Lett. 36 (1976) p. 717

2. A.A. Варфоломеев «Лазеры на свободных электронах и перспективы их развития: Обзор». М.: ИАЭ им. И.В. Курчатова, 1980. 117 с.

3. А.А. Варфоломеев «Экспериментальные исследования ЛСЭ: Обзор». М.: ЦНИИатоминформ, 1987. 120 с.

4. Т. Маршалл «Лазеры на свободных электронах». Пер. с англ. М.: Мир, 1987.-240 с.

5. Motz Н., J. Арр. Phys., 1951, v. 22, p. 527. Перевод в сборнике: «Миллиметровые и субмиллиметровые волны». Под ред. Р.Г. Мариманова, М., ИЛ, 1959, с. 194.

6. Н.Р. Freund, V.L. Granatstein «Long wavelength free-electron lasers in 1998», Nucl. Instr. and Meth. A429 (1999) p.p. 33 36.

7. M. Thumm «Free-electron masers vs. gyrotrons: prospects for high-power sources at millimeter and submillimeter wavelengths», Nucl. Instr. and Meth. A483 (2002) p.p. 186- 194.

8. W.H. Urbanus, R.W.B. Best, A.G.A. Verhoeven, M.J. van der Wiel, M. Caplan, L. Bratman, G. Denisov, A.A. Varfolomeev and A.S. Khlebnikov «Design of the 1 MW, 200 GHz, FOM fusion FEM», Nucl. Instr. and Meth. A331 (1993) p.p. 235 -240.

9. Винокуров H.A., Скринский A.H. «О предельной мощности оптического клистрона». В кн.: Труды 6-го Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц (Дубна 11-13 окт. 1978 г.), т. 2. - Дубна, 1979, с. 233 - 236.

10. М.Е. Couprie «Storage rings FEL», Nucl. Instr. and Meth. A393 (1997) p.p. 13 -17.

11. M. Hosaka, S. Koda, M. Katoh, J. Yamazaki, K. Hayashi, K. Takashima,

12. T. Gejo, H. Наша «From the operation of an SRFEL to a user facility», Nucl. Instr.щ, and Meth. A483 (2002) p.p. 146 151.i

13. W.B. Colson «Short wavelengths free electron lasers in 2000», (http://www.physics.nps.navy.mil/fel.html)

14. Claudio Pellegrini, Joachim Stohr «Х-ray free-electron lasers principles, properties and applications». Nucl. Instr. and Meth. A500 (2003) p.p. 33 - 40.

15. РАС97), May 1997, p.p. 3509 3511. Код RADIA доступен бесплатно по адресу: http://www.esrf.fr/machine/support/ids/Public/Codes/software.html

16. Y. Farge. Арр. Opt. 19 (1980) p. 4021.

17. М. Bazin, Y. Farge, M. Lemonnier, J. Perot and Y. Petroff «Design of an undulator for A.C.O. and its possible use as free electron laser», Nucl. Instr. and Meth. 172 (1980) p.p. 61-65.

18. G. Brown, K. Halbach, J. Harris and H. Winick «Wiggler and Undulator Magnets A Review». Nucl. Instr. and Meth. 208 (1983) p.p. 65 - 77.

19. K. Halbach «Permanent Magnet Undulators». Journal de Physique (Paris) 44 (1983), Cl-211 -Cl-216.

20. C.B. Толмачев «Расчет конструкции ондулятора с учетом технологических возможностей его изготовления для проекта обращенного ЛСЭ», Препринт ИАЭ-6237/2, Москва, 2001.

21. Р oole М.W., W alker R .Р. « Some 1 imitations on t he design о f p lane periodic electromagnets for undulators and free electron lasers», Nucl. Instr. and Meth., A176 (1980) p.p. 487-495.

22. A.A. Varfolomeev and A.V. Smirnov, Nucl. Instr. and Meth. A341 (1994) ABS 123.

23. E.T. Scharlemann, J. Appl. Phys. 58 (1985) p.p. 2154 2161.

24. Clifford M. Fortgang «А pure permanent magnet two plane focusing - tapered wiggler for a high average power FEL». Nucl. Instr. and Meth. A393 (1997) p.p. 385 -388.

25. A.A. Varfolomeev, A.H. Hairetdinov, A.S. Khlebnikov, N.S. Osmanov «Hybrid undulator schemes providing tunable transverse e-beam focusin»". Preprint IAE-5599/1, RRC «Kurchatov Institute», Moscow, 1993002E

26. K.E. Robinson and D.C. Quimby «Canted-pole transverse gradient in planar undulators», Proceedings 1987 IEEE Particle Accelerator Conference, Washington, USA, 1987, p.p. 428-430.

27. Y. Tsunawaki, N. Ohigashi, K. Mima, T. Akiba, S. Kuruma, K. Imasaki, S. Nakai and L.R. Elias «Focusing permanent magnet undulator», Nucl. Instr. and Meth. A304 (1991) p.p. 753 758.

28. V.L. Granatstein, W.W. Destler, S.W. Bidwell, Z.X. Zhang, T.M. Antonsen, Jr.

29. B. Levush, J. Rodgers, Y. Carmel and H.P. Freud «Experimental and numerical results on a millimeter-wave free electron laser amplifier», Nucl. Instr. and Meth. A331 (1993) p.p. 122- 125.

30. A.A. Varfolomeev, Yu.P. Bouzouloukov, V.V. Gubankov, S.N. Ivanchenkov, A.S. Khlebnikov, N.S. Osmanov, S.V. Tolmachev «Development of focusing undulators on the basis of side magnet arrays», Nucl. Instr. and Meth. A359 (1995) p.p. 85 88.

31. A.A. Varfolomeev, S.N. Ivanchenkov, A.S. Khlebnikov, C. Pellegrini,

32. G.A. Baranov, V.I. Michailov «Large-field-strength short-period undulator design», Nucl. Instr. and Meth. A318 (1992) p.p. 813-817.

33. F. Aghamir, W.A. Barletta, D.B. Cline, J.W. Dodd, S.C. Hartman, T.C. Katsouleas, J. Kolonko, S. Park, C. Pellegrini, J.-C. Terrien, J.G. Davis,

34. C.J. Joshi, N.C. Luhmann, D.B. McDermott, S.N. Ivanchenkov, Yu.Yu. Lachin, A.A. Varfolomeev "SATURNUS: The UCLA high gain infrared FEL project",

35. Proceedings of the 12-th Intern. Conf. on Free-Electron Lasers, Sep. 17-21, 1990, Paris, Nucl. Instr. and Meth. A304 (1991) p.p. 155 158.

36. G. Baranov, N. Barov, P. Davis, M. Fauver, B. Gitter, G. Hairapetian, S. Hartman, M. Hogan, S. Ivanchenkov, C. Joshi, A. Khlebnikov, P. Kwok,

37. N. Luhmann Jr., S. Park, C. Pellegrini, J. Rosenzweig, K. Schenk, J. Smolin, P. Tran, G. Travish and A. Varfolomeev "The UCLA IR FEL project". Nucl. Instr. and Meth. A331 (1993)p.p. 228-231.

38. J.W. Dodd, Yu.Yu. Lachin, C. Pellegrini and A.A. Varfolomeev, Preprint UCLA CAA0072-2/91 (Los Angeles, С A, 1991).

39. V.V. Gubankov, S.N. Ivanchenkov, N.S. Osmanov, V.F. Pavluchenkov, S.V. Tolmachev, A.A. Varfolomeev "KIAE-1.5-3 Undulator Performance", Nucl. Instr. and Meth. A375 (1996) p.p. 448 450.

40. S.O. Cho, B.C. Lee, S.K. Kim, Y.U. Jeong, B.H. Choi, J.M. Lee and

41. K.H. Chung «Development of an electrostatic accelerator for a millimeter-wave free-electron laser», Nucl. Instr. and Meth. A341 (1994) ABS 55 ABS 56.

42. A.A. Varfolomeev, S.N. Ivanchenkov, A.S. Khlebnikov, N.S. Osmanov,

43. M.J. van der Wiel, W.H. Urbanus, V.F. Pavluchenkov «Performance of the undulator for the FOM-FEM project» Nucl. Instr. and Meth. A341 (1994) p.p. 466 469.

44. IMMW-13, Stanford Linear Accelerator Center (SLAC), California, May 19 -22,2003. (http://www-conf.slac.stanford.edu/immw/)

45. IMMW-12, European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Grenoble, France, October 2001.http://www.esrf.fr/conferences/proceedings/IMMW12/index.html)

46. IMMW-11, Brookhaven National Laboratory, (BNL), Brookhaven, October 1999. (http://magnets.rhic.bnl.gov/IMMW/default.asp)

47. CAS Proceedings "Magnetic Measurement and Alignment", Montreux, Switzerland, 16-20 March 1992, CERN 92-05, Stuart Turner (ed.) 387 p.

48. CAS Proceedings "Measurement and Alignment of Accelerator and Detector Magnets", Anacapri, Italy, 11-17 April 1997, CERN 98-05, Stuart Turner (ed.) 400 p.

49. L.W. McKeehan "The measurement of magnetic quantities", J. Opt. Soc. Amer., 19 (1929), p.p. 213 242.

50. K.N. Henrichsen "Classification of magnetic measurement methods", CAS Proceedings of the "Magnetic Measurement and Alignment", Montreux, Switzerland, 16-20 March 1992, CERN 92-05, Stuart Turner (ed.) p.p. 70 83.

51. George Rakowsky "Measurement of Small-Gap Insertion Devices", Presented at the 12 International Magnetic Measurement Workshop, ESRF, Grenoble, France, 3 Oct. 2001.

52. C.S. Hwang, T.C. Fan, F.Y. Lin "An overview of the magnet measurement development at SRRC", Presented at the 12 International Magnetic Measurement Workshop, ESRF, Grenoble, France,-3 Oct. 2001.

53. E.H. Hall "On a new action of the magnet on electric currents", Amer. J. Math., 2(1879) p.p. 287-292.

54. K.E. Robinson, D.C. Quimby, J.M. Slater, T.L. Churchill, A. Pindroh, A. Valla «Hybrid undulator design considerations», Nucl. Instr. and Meth. A250 (1986) p.p. 100- 109.

55. C. Schott, R.S. Popovic, S. Alberti, M.Q. Tran, "High accuracy magnetic field measurements with a Hall probe", Review of Scientific Instruments, Vol. 70 (1999), No. 6, p.p. 2703 2707.

56. C. Schott, R.S. Popovic "Integrated 3D Hall Magnetic field sensor", Proceedings of the Transducers'99, 7-10 June 1999, Sendai, Japan, Vol. 1 (1999), p.p. 168-171.

57. R.S. Popovic "Novel Hall magnetic Sensors and their Application", Proceedings of Eurosensors XIII, The Hague, The Netherlands, 12-15 Sept. 1999, p.p. 539 542.

58. L. Solomon, G. Ingold, I. Ben-Zvi, S. Krinsky, L.H. Yu, W. Sampson,

59. K. Robins «Magnetic Field Measurements of A Superconducting Undulator for a Harmonic Generation FEL Experiment at the NSLS» Proceedings of the 1993 Particle Accelerator Conference (РАС 1993), p.p. 1602 1604.

60. А. Баё1 "Search coil techniques", CAS Proceedings "Magnetic Measurement and Alignment", Montreux, Switzerland, 16-20 March 1992, CERN 92-05, Stuart Turner (ed.), p.p. 122- 137.

61. D.E. Kim, H.G. Lee, H.S. Suh, H.S. Han, M.S. Hong, K.H. Park, H.G. No,

62. J.S. Bak "Fabrication and Measurement of PLS EPU6 Undulator", Proceedings of the 1 Asian Particle Accelerator Conference (APAC98), 23 27 March 1998, Tsukuba, Japan.

63. Alexander Temnykh "Vibrating wire field-measuring technique", Proceedings of the 1997 Particle Accelerator Conference (РАС 1997), 12-16 May 1997, Vancouver, B.C., Canada, p.p. 3218 3220.

64. Alexander Temnykh and Kenneth D. Finkelstein "The CHESS G-line wiggler tuning", Proceedings of the 2001 Particle Accelerator Conference (PAC2001), 18-22 June 2001, Chicago, Illinois, USA, p.p. 2456 2458.

65. D. Zagrando, R.P. Walker "A stretched wire system for accurate integrated magnetic field measurements in insertion devices", Nucl. Instr. and Meth. A376 (1996) p.p. 275-282.

66. T.M. Taylor, Т. Tortschanoff, L. Walkiers "Performance and final optimization of the LEP dipole wiggler magnet", Proceedings of the 9th International Conference on Magnet Technology, Sept. 1985, Zurich.

67. Animesh K. Jain «Harmonic Coils», Proceedings CERN Accelerator School on Measurements and Alignment of Accelerator and Detector Magnets, April 11-17, 1997, Anacapi, Italy, p.p. 175-218.

68. L. Bottura, F. Chiusano, O. Dunkel, P. Legrand, S. Schloss, P. Schnizer,

69. P. Sievers, N. Smirnov "A system for series magnetic measurements of the LHC main quadrupoles", Proceedings of the 17th International Magnet Technology Conference, Sep. 2001, Geneva, Switzerland.

70. C.M. Fortgang, L.B. Dauelsberg, C. Geisik, D.L. Liska, R.E. Shafer "Pulsed taut-wire alignment of multiple permanent magnet quadrupoles", 1990 LINAC Conference, Albuquerque, NM, Sept. 1990.

71. J.G. Melton, M.J. Burns, D.J. Hanaberger "Pulsed taut-wire measurement of the magnetic alignment of the ITS Induction cells", Proceedings of the 1993 Particle Accelerator Conference (РАС 1993), 1993, Washington, DC, USA, p.p. 2944 2946.

72. Roger W. Warren, Donald W. Feldman, Daryl Preston "High-field pulsed microwigglers", Nucl. Instr. and Meth. A296 (1990) p.p. 558 562.

73. R.W. Warren "Limitations of the use of the pulsed-wire field measuring technique", Nucl. Instr. and Meth. A272 (1988) p.p. 257 263.

74. A.A. Varfolomeev, A.S. Khlebnikov, N.S. Osmanov, S.V. Tolmachev «Undulator magnetic field measurements with the wire deflection method», Nucl. Instr. and Meth. A341 (1994) p.p. 470 472.

75. N.S. Osmanov, S.V. Tolmachev, A.A. Varfolomeev «Further development of the pulsed wire technique for magnetic field and focusing strength measurements in long undulators», Nucl. Instr. and Meth. A407 (1998) p.p. 443 447.

76. A.A. Varfolomeev, Yu.P. Bouzouloukov, S.N. Ivanchenkov, A.S. Khlebnikov, N.S. Osmanov, S.V. Tolmachev "Wire method for magnetic field measurements in long undulators", Nucl. Instr. and Meth. A359 (1995) p.p. 93 96.

77. A.A. Varfolomeev, A.S. Khlebnikov, N.S. Osmanov, S.V. Tolmachev "Improved wire deflection method for magnetic field measurements in long undulators ", Nucl. Instr. and Meth. A358 (1995) ABS 46 ABS 47.

78. A.A. Varfolomeev, Yu.P. Bouzouloukov, S.N. Ivanchenkov, A.S. Khlebnikov, N.S. Osmanov, S.V. Tolmachev, W.H. Urbanus, M.J. van der Wiel "Magnetic field full test of two-section KIAE-4 undulator", Nucl. Instr. and Meth. A358 (1995) p.p. 396 398.

79. P.V. Bousine, S.V. Tolmachev, A.A. Varfolomeev «Detailed analysis of the pulsed wire method», Nucl. Instr. and Meth. A393 (1997) p.p. 414 418.

80. W.H. Urbanus, R.W.B. Best, A.G.A. Verhoeven, M.J. van der Wiel, M. Caplan, V.L. Bratman, G. Denisov and A.A. Varfolomeev, Proc. 3rd Europ. Particle Accelerator Conf., vol. 1(1992) p. 629.

81. B.L. Militsyn, W.A. Bongers, V.L. Bratman, M. Caplan, G.G. Denisov, C.A.J, van der Geer, P. Manintveld, A.A.M. Oomens, J. Plomp, J. Pluygers, A.J. Poelman,

82. M. Riet, A.V. Savilov, P.H.M. Smeets, C.J. Tito, G.N.B. Turk, A.A. Varfolomeev, W.H. Urbanus «First lasing of the Duch fusion-FEM in the long-pulse configuration», Nucl. Instr. and Meth. A483 (2002) p.p. 259 262.

83. J.B. Murphy and C. Pellegrini "Free electron lasers for the XUV spectral region", Nucl. Instr. and Meth. A237 (1985) p.p. 159 167;

84. J.B. Murphy and C. Pellegrini, J. Opt. Soc. Am. B2, 259 (1985).

85. Ya.S. Derbenev, A.M. Kondratenko and E.L. Saldin, Nucl. Instr. and Meth. A193 (1982) p. 415.

86. R. Bonifacio, C. Pellegrini and L. Narducci, Opt. Commun. 50 (1984), p. 373.

87. K.-J. Kim "An analysis of self-amplified spontaneous emission", Nucl. Instr. and Meth. A250 (1986), p.p. 396 403;

88. J.-M. Wang and L.-H. Yu "A transient analysis of a bunched beam free electron laser", Nucl. Instr. and Meth. A250 (1986), p.p. 484 489.

89. Gerald T. Moore "The high-gain regime of the free electron laser", Nucl. Instr. and Meth. A239 (1985), p.p. 19 28;

90. E.T. Scharlemann, A.M. Sessler and J.S. Wurtele "Optical Guiding in a Free Electron Laser", Phys. Rev. Lett. 54 (1985), p. 1925;

91. D. A. Kirkpatrick, G. Bekefi and A. C. DirienzoH. P. Freund and A. K. Ganguly "A high power, 600 fim wavelength free electron laser", Nucl. Instr. and Meth. A285 (1989), p.p. 43-46.

92. J. Gardelle, J. Labrouch and J.L. Ruller "Direct Observation of Beam Bunching Produced by a High Power Microwave Free-Electron Laser", Phys. Ref. Lett. 76 (1996), p.p. 4532-4535.

93. R. Sheffield, J. Goldstein and D. Nguyen, in SPIE Proceedings LASE97, San Jose CA (Materials Research Society, Pittsburg, 1997), p.2988.

94. R. Prazeres, J. M. Ortega, F. Glotin, D. A. Jaroszynski, and O. Marcouille "Observation of Self-Amplified Spontaneous Emission in the Mid-Infrared in a Free-Electron Laser", Phys. Rev. Lett. 78 (1997), p.p. 2124-2127.

95. K. Batchelor, I. Ben-Zvi, R. C. Fernow, J. Fischer, A. S. Fisher, J. Gallardo, G. Ingold, H. G. Kirk, K. P. Leung, R. Malone, I. Pogorelsky et al. "Performance of the Brookhaven photocathode RF gun", Nucl. Instr. and Meth. A318 (1992), p.p. 372 -376.

96. R. Zhang, S. Hartman and C. Pellegrini "The plane wave transformer linac development at UCLA", Proceedings of the 1993 Particle Accelerator Conference, 1993, Washington, DC, USA, p.p. 575 577.

97. S. C. Hartman, N. Barov, C. Pellegrini, S. Park, J. Rosenzweig, G. Travish, R. Zhang, C. Clayton, P. Davis, M. Everett et al. "Initial measurements of the UCLA rf photoinjector", Nucl. Instr. and Meth. A340 (1994), p.p. 219 230.

98. K.B. Unser "Design and preliminary tests of a beam intensity monitor for LEP". Proceedings of the 1989 IEEE Particle Accelerator Conference. Accelerator Science and Technology, 1989, Chicago, IL, USA, p.p. 72 74.

99. R.A. Jong, W.M. Fawley and E.T. Scharlemann "Modeling and Simulations of Laser Systems", SPIE 1045 (1989), p.l8.

100. R.W. Warren, C.A. Brau, B.E. Newnam, W.E. Stein, J.G. Winson, L.M. Young, in: S.F. Jacobs, H.S. Piloff, M.O. Scully et al. (Eds.), Physics of Quantum Electronics, vol. 8, Addison-Wesley, Reading, MA, 1982, p.397.

101. R. Warren, C. Fortgang "Fabrication of high-field short-period permanent magnet wigglers", Nucl. Instr. and Meth. A341 (1994) p.p. 444 448.

102. N. Osmanov, S. Tolmachev, A. Varfolomeev, A.A. Varfolomeev Jr., P. Frigola, M. Hogan, C. Pellegrini, R. Carr, S. Lidia «UCLA-KIAE focusing permanent magnet undulator for SASE experiment», Nucl. Instr. and Meth. A407 (1998) p.p. 423 -427.

103. D. C. Nguyen, R. L. Sheffield, С. M. Fortgang, J. C. Goldstein, J. M. Kinross-Wright, and N. A. Ebrahim "Self-Amplified Spontaneous Emission Driven by a High-Brightness Electron Beam", Phys. Rev. Lett. 81 (1998), p.p. 810 813.

104. R. Bonifacio, L. De Salvo, P. Pierini, N. Piovella, and C. Pellegrini "Spectrum, temporal structure, and fluctuations in a high-gain free-electron laser starting from noise", Phys. Rev. Lett. 73 (1994), p.p. 70-73.

105. P. Chen, Part. Accel. 20 (1985), p. 171;

106. T. Katsouleas "Physical mechanisms in the plasma wake-field accelerator", Phys. Rev. A 33 (1986), p.p. 2056 2064.

107. J.B. Rosenzweig, D.B. Cline, B. Cole, H. Figueroa, W. Gai, R. Konecny, J. Norem, P. Schoessow and J. Simpson "Experimental observation of Plasma Wake-Field Acceleration", Phys. Rev. Lett. 61 (1998), N1, p.p. 98-101.

108. S.Ya. Tochitsky, C. Filip, R. Narang, C.E. Clayton, K.A. Marsh and C. Joshi "Overview of NEPTUNE Facility", T802, Proceedings of Snowmass 2001, Snowmass Village, Colorado, June 30 Jule 21, 2001.

109. R.Palmer, J.Appl.Phys. 43, 3014, (1972).

110. E. Courant, C.Pellegrini, W.Zakowicz "High-energy inverse free-electron-laser accelerator", Phys. Rev. A 32 (1985), N5, p.p. 2813-2823.

111. Phillip Sprangle, Chan Joshi "Final Report on the Advanced Acceleration Techniques Working Group", T8, Proceedings of Snowmass 2001, Snowmass Village, Colorado, June 30 Jule 21, 2001.

112. A.A. Varfolomeev "Applications of high brightness electron beams to vacuum laser accelerators", Presented at the Joint ICFA Advanced Accelerator and Beam Dynamics Workshop, Chia Laguna, Juli 1-6, 2002, Sardinia, Italy.

113. W.D. Kimura, M. Babzien, L.P. Campbell, D.B. Cline, C.E. Dilley, J.C. Gallardo, S.C. Gottshalk, K.P. Kusche, R.H. Pantell, I.V. Pogorelsky,

114. J.C. Quimby, J.S. Karitka, L.C. Steinhauer, V. Yakimenko, F. Zhou, "STELLA-II: Staged Monoenergetic Laser Acceleration Experiment Update", Proceedings of Advanced Accelerator Concepts, June 23-28, 2002, Oxnard, CA.

115. P. Misumeci, C. Pellegrini, J.B. Rosenzweig, A. Varfolomeev, S. Tolmachev, T. Yarovoi "On IFEL Experiment at Neptune Lab" Proceedings of the 2001 Particle Accelerator Conference, Chicago, Illinois, USA, p.p. 4008 4010.

116. A.A. Varfolomeev, S.V. Tolmachev, T.V. Yarovoi "First approach to simulation of the undulator for IFEL project of UCLA", Int. Report CRL 01-01, Moscow 2001.

117. P. Musumeci, C. Pellegrini "An ultra-high gradient inverse free-electron laser accelerator at the Neptune laboratory", AIP Conference Proceedings, volume 569, issue l,pp. 249-257.

118. A.A. Варфоломеев, Ю.Ю. Лачин, Журнал технической физики 56 (1986) 2122.

119. P. Ellaume, О. Chubar, J. Chavanne "Computing 3D Magnetic Fields from Insertion Devices", Proceedings of the 1997 Particle Accelerator Conference, 12-16 May 1997, Vancouver, B.C., Canada, p.p. 3509 3511.120. Т. Яровой, ЛКИ, РНЦ КИ.

120. P. Musumeci, "TREDI: A Lienerd-Wiechert potential based code for three-dimensional electron dynamics in advanced accelerators. IFEL version". Int. Report, Los Angeles, 6/26/01.

121. A.A. Varfolomeev, S.V. Tolmachev, T.V. Yarovoi "Simulation with the purpose to optimize IFEL undulator design for UCLA RRC KI project", Int. Report1. CRL 03-01, Moscow 2001.

122. S.V. Tolmachev and A.A. Varfolomeev "Novel hybrid undulator schemes providing unussally strong magnetic field strengths", Nucl. Instr. and Meth. A483 (2002) 11-53-11-54.

123. A.A. Varfolomeev, S.V. Tolmachev, T.V. Yarovoi; P. Misumeci, C. Pellegrini, J. Rosenzweig "An undulator with non-adiabatic tapering for IFEL project." Nucl. Instr. and Meth. A483 (2002) p.p. 377 382.

124. Б.А. Калинин, O.H. Севрюков, B.T. Федотов, A.H. Плющев, А.П. Яйкин «Новые аморфные припои для пайки титана и его сплавов», Сварочное производство, 2001, №3, стр. 37-39.

125. A. Varfolomeev, A.A. Varfolomeev Jr., S. Tolmachev «Construction of the strongly tapered hybrid undulator KIAE 2P-03 for laser acceleration experiment», Int. report CRL 02-03, Moscow, 2003.

126. V 127. A. Varfolomeev, S. Tolmachev. A.A. Varfolomeev Jr., T. Yarovoi. "Fine tuning of the double tapered undulator KIAE 2P-03 for a laser acceleration experiment". Int. report CRL 03-03, Moscow, 2003.

127. Файл «traject.mcd» T.B. Яровой, ЛКИ, РНЦ КИ.