لیزر الکترون آزاد استاتیک (Electrostatic Accelerator FEL)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر الکترون آزاد استاتیک (Electrostatic Accelerator FEL) :
Electrostatic Accelerator FEL نوعی لیزر الکترون آزاد است که از یک شتاب دهنده الکترواستاتیک (مانند ژنراتور ون دوگراف) برای تولید باریکه الکترونی استفاده می کند. در این نوع شتاب دهنده، یک ولتاژ DC بالا (چند میلیون ولت) برای شتاب دادن الکترون ها به کار می رود. باریکه الکترونی با انرژی نسبتا کم (چند MeV) اما با کیفیت بالا (امیتانس کم) و در حالت پیوسته (CW) تولید می شود. این FELها معمولا برای تولید تابش در محدوده مایکروویو و مادون قرمز دور (میلی متر تا صدها میکرون) استفاده می شوند.
مکانیزم: الکترون ها پس از شتاب در شتاب دهنده الکترواستاتیک، وارد ویگلر (معمولا از نوع مارپیچی) می شوند. پس از عبور از ویگلر و تولید تابش، الکترون ها به یک جمع کننده (collector) با ولتاژ بالا هدایت می شوند تا انرژی باقیمانده آنها بازیابی شود. این بازیابی انرژی (energy recovery) یکی از ویژگی های کلیدی این سیستم است که بازده کلی را افزایش می دهد. باریکه الکترونی پس از جمع آوری می تواند مجددا استفاده شود (در سیستم های دارای حلقه بازیابی).
مزیت اصلی Electrostatic FEL قابلیت کار در مد پیوسته (CW) با توان متوسط خوب و کیفیت پرتو بالا در محدوده طول موج های بلند است. آنها برای تحقیقات در فیزیک ماده چگال (طیف سنجی در مادون قرمز دور)، مطالعه پلاسما، و تحقیقات دفاعی کاربرد داشته اند. نمونه هایی مانند FEL در دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا (UCSB) از این نوع هستند.
چالش ها: محدودیت در انرژی الکترون ها (تا حدود ۱۰ MeV) که دستیابی به طول موج های کوتاه را غیرممکن می کند. همچنین طراحی و ساخت جمع کننده با راندمان بالا برای بازیابی انرژی دشوار است. امروزه تعداد کمی از این تأسیسات فعال هستند و تحقیقات عمدتا به سمت FELهای مبتنی بر شتاب دهنده های RF با بازیابی انرژی (ERL) برای تولید تابش با طول موج کوتاه تر متمرکز شده است.
