半導(dǎo)體激光器焊接機(jī)自由電子激光器是自由電子的受激輻射，把相對論電子束的能量轉(zhuǎn)換成相干輻射的激光器件。它的結(jié)構(gòu)和工作原理如下：

      半導(dǎo)體激光器焊接機(jī)自由電子激光諧振腔裝置,它由扭擺磁鐵、由電子束注入器(電子加速器)和光學(xué)諧振腔三部分組成。扭擺磁鐵由很多組磁鐵構(gòu)成, 它的作用相當(dāng)于普通激光器中的泵浦源，相鄰兩組磁鐵的磁場方向是上下交替變化的,磁場變化的空間周期用λW表示。由電子加速器注人到扭擺磁場區(qū)的電子向z方向前進(jìn)并在洛倫茲力的作用下,在x一z平面內(nèi)左右往復(fù)地?cái)[動(dòng),當(dāng)電子在磁場區(qū)域內(nèi)作圓弧形運(yùn)動(dòng)時(shí)于有向心加速度就會沿軌道的切線方向輻射出電磁波。

                              自由電子激光器諧振腔

      自由電子光學(xué)諧振腔與普通激光腔類似，是由兩塊光學(xué)反射鏡組成的，由于它們的工作原理不同，對諧振腔的要求也有所不同。

      首先必須具有寬通帶特性,以保證光腔能在FEL設(shè)計(jì)波長范圍內(nèi)工作；

      第二，高鏡反射比問題,尤其工作于短波長的FEL,增益低,對鏡反射比非?？量?需用穩(wěn)定的寬帶鍍層；

      第三，光學(xué)元部件應(yīng)具有抗輻射損傷能力,特別是電子儲存環(huán)上的FEL，大量的真空紫外同步輻射可以迅速地?fù)p傷一般的高反射比鍍鏡。所以研制耐紫外輻射的穩(wěn)定高反射比光鏡是發(fā)展紫外到X射線FEL的必要條件；

      第四，在短波、高功率情況下,腔內(nèi)的能量散逸可能損毀鏡面，這將是發(fā)展高功率FEL的一個(gè)棘手問題。

                             自由電子激光器和微波激射器

      從加速器輸出的相對論電子束橫穿過周期性變化的波振器靜磁場。磁場方向與電子束垂直，故穿過的電子束被迫進(jìn)行橫向振蕩，并向前方發(fā)射磁軔致輻射。在高能電子和光子的散射過程中，電子運(yùn)動(dòng)方向上的散射光子的頻率可由能量和動(dòng)量守恒定律決定，波振器使聚焦的電子束在與光子束相互作用的整個(gè)過程中，始終保持在直線方向上。當(dāng)電子束和光子束密度足夠大時(shí)，便形成受激散射，產(chǎn)生自由電子激光。自由電子激光器的輸出激光波長與電子能量有關(guān)，改變電子束的加速電壓就可以改變激光波長，這稱為電壓調(diào)諧。其調(diào)諧范圍很寬,原則上可以獲得任意波長的激光。

       這就是半導(dǎo)體激光器焊接機(jī)自由電子激光器的結(jié)構(gòu)和工作原理，僅供參考。