[发明专利]激光驻波中的光子-电子背散射激光器

权利要求书

1.一种激光驻波中的光子-电子背散射激光器，其特征在于，波长为λ_i的入射激光在激光 驻波腔中形成激光驻波，单色入射电子束与激光驻波中的光子背散射产生波长为λ_f的 光，波长λ_i和波长λ_f满足

λ_i＝mλ_f，m＝1，2，…(1)

单色入射电子束脉冲宽度τ与入射激光波长λ_i满足

τc＞λ_i，(2)

式中c是光速。

2.权利要求1所述的激光驻波中的光子-电子背散射激光器，其特征在于，其中的激光 驻波腔由图1相互平行安置的A、B、C镜及垂直于A、B、C镜的周边构成，对于波 长为λ_i的光，A为反射镜，B为透射镜，C为反射镜，对于波长为λ_f的光，C为透射 镜；A、C镜相对表面之间的光程L和波长λ_i满足：

L＝n₁(λ_i)CB₁+n₂(1_i)B₁B₂+n₃(λ_i)B₂A＝lλ_i/2，(3)

式中，n₁(λ_i)、n₂(λ_i)、n₃(λ_i)分别是波长为λ_i的光在真空中、在B镜中、在激光驻波 腔BA部分的介质中的折射率，CB₁、B₁B₂、B₂A分别是C镜面到B镜面的距离、B镜 的厚度、B镜面到A镜面的距离，l是一个正整数；激光驻波腔的BA部分填充有激发 后能辐射波长为λ_i光的介质，在这部分空腔的内部或外部，有能将其中介质激发到激发 态的装置；激光驻波腔的CB空腔和与这个空腔连通的空腔被抽成真空。

3.权利要求1所述的激光驻波中的光子-电子背散射激光器，其特征在于，入射电子束 进入激光驻波腔中后，其运动方向平行于激光驻波腔轴线、即垂直于A、C镜面；入射 激光垂直于A、C镜面，在条件(3)下，在A、C镜之间来、回反射的入射激光形成 激光驻波；入射电子与激光驻波中光子发生背散射；图1中实线表示电子束运动轨迹及 方向，虚线表示入射激光垂直于A、C镜面。

4.权利要求1所述的激光驻波中的光子-电子背散射激光器，其特征在于，入射激光也 可以是多频的，其频率是

ω_i，3ω_i，…(2k+1)ω_i，k＝1，2，…，(4)

这些频率的入射激光都垂直于A、C镜面，在C镜面上的位相Ф满足

Ф＝nπ，n＝0，1，...；(5)

这些在A、C镜之间来、回反射的激光都能形成激光驻波，在频率为ω_i的激光驻波波腹 处，这些激光驻波振幅极大值相加为迭加激光驻波振幅极大值。

5.权利要求1所述的激光驻波中的光子-电子背散射激光器，其特征在于，权利要求4 所述的多频率激光驻波的产生方式有两种，其一是，在权利要求2所述的B、A镜及其 周边围成的空腔中，填充有激发后能辐射波长λ_i、λ_i/3，…λ_i/(2k+1)光的多种介质； 其二是，去掉B镜及A、B镜之间的介质，并将A镜换为对于(4)式中频率的光为半 透射、半反射的A′镜，(4)式中频率的激光垂直入射A′镜面并入射激光驻波腔，分别 调整这些激光的位相，使其到达C镜面时，位相都满足(5)；A、C镜面的光程CA仍 满足(3)。