Когерентное рентгеновское излучение релятивистского электрона в искусственной периодической структуре

• Автор: Колосова, Ирина Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 84 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Когерентное рентгеновское излучение релятивистского электрона в направлении рассеяния Брэгга

1.1 Амплитуда излучения

1.2 Спектрально-угловая плотность излучения

1.3 Параметры динамического рассеяния рентгеновских волн в слоистой структуре

1.4 Численные расчёты

1.5 Угловая плотность когерентного рентгеновского излучения в мягком рентгеновском диапазоне

Основные результаты Главы

Глава 2. Когерентное рентгеновское излучение вдоль скорости релятивистского электрона в искусственной периодической структуре

2.1 Амплитуда излучения

2.2 Спектрально-угловая плотность излучения
2.3 Сравнение спектрально-угловых распределений в кристалле и в
искусственной периодической структуре
Основные результаты Главы
Глава 3. Исследование спектрально-угловых характеристик ДНИ релятивистского электрона в искусственной периодической структуре
3.1 Проявление эффекта Бормана в ДПИ
3.2 Исследование спектрально угловых характеристик ДПИ
Основные результаты Главы
Заключение
Список литературы

Введение
В настоящее время ученые стали все больше интересоваться исследованиями связанными с прохождением и излучением релятивистских электронов в структурированных средах, так как источники рентгеновского излучения на основе данного механизма излучения очень востребованы для фундаментальных и прикладных исследований в медицине, биологии, микроэлектронике, физике твердого тела и т.д. Отличительной особенностью от источников, основанных на других механизмах излучения, является компактность, монохроматичность, регулируемая частота излучаемых фотонов.
Необходимо отметить, что разрабатываемые в настоящее время компактные рентгеновские источники, основанные на переходном излучении релятивистских электронов в аморфных средах [1-2], параметрическом рентгеновском излучении релятивистских электронов в кристаллах [3-4], а также на излучении при каналировании электронов в кристаллах [5] рассматривались как главные кандидаты для прикладных целей [6]. Однако расчеты и экспериментальные данные показали, что все эти источники не эффективны из-за малой интенсивности пучков излучаемых рентгеновских фотонов, даже при высоком электроном токе. Таким образом, поиски эффективных механизмов рентгеновского излучения, генерируемого релятивистскими электронами, позволяющих увеличение интенсивности рентгеновского излучения, остаются актуальными.
В связи с этим очень актуально изучение когерентного рентгеновского излучения релятивистских заряженных частиц в искусственных периодических структурах для создания перспективного монохроматического рентгеновского источника, обладающего уникальными свойствами.
Традиционно излучение релятивистской частицы в периодической слоистой среде рассматривалось как резонансное переходное излучение

(РПИ) [7]. Переходное излучение Гинзбурга - Франка было открыто в 1944 году, а в 1959 году выражения описывающее интенсивность переходного излучения стали исследовать в рентгеновской области частот фотонов. Так как интенсивность переходного излучения при пересечении одной пластины мала, то для ее увеличения было предложено использовать среды, состоящие из многих пластин [8] и искусственные периодические среды [9]. Дальнейшие первые экспериментальные и теоретические исследования РПИ представлены в работах [10-16] . При этом экспериментальные работы [14-16], в которых с большой точностью были измерены спектры РПИ, полностью потвердели теоретические расчеты.
Далее начиная с 1985 года интерес к РПИ усилился, благодаря возможности его использования для нового источника перестраиваемого когерентного излучения в кэвной области частот фотонов. Первые эксперименты в этом направлении были выполнены группой физиков из Стэндфордского университета и Леверморской национальной лаборатории им. Э.О. Лоуренса [17-18]. Полученные в этих работах экспериментальные данные для углового распределения и интенсивности РПИ в периодической слоистой среде согласуются с теоретическими результатами выше приведенных работ, при этом авторы утверждают, что источник излучения, основанный на этом механизме излучения весьма перспективен, так как получаемый пучок фотонов монохроматичный, легко перестраиваемый по частоте, интенсивный и поляризованный.
Существенный вклад в исследование рентгеновского переходного излучения был сделан группой физиков из Японии [19-21]. В работе [20] впервые были использованы периодические среды с толщинами пластинок в несколько сотен нанометров, а излученные фотоны на первой гармонике имели частоту 2-4 кэВ, при этом авторы утверждали, что достигнутая ими интенсивность превышала интенсивность синхротронного излучения существующих ускорителей. Теоретическое описание РПИ в таких средах представлено в работе [22]. В работе [23] вместе с резонансным переходным

ЙМрхк

рЬ/е-вг

О тгас!
Ве У
1е= 56 и т
0в=2.
аВс = 10 Зрш Ь* = 10 Зцт Е=250МеУ 1 = 1 И П
со» =8 кеУ
6 = 3°
КрЬ = 2
Рис. 1.7 То же, что на рис.1 А., но для другого параметра асимметрии е.