Het effect van transversale modi in een golfpijp-resonator op de resonantieconditie van een Compton Vrije-Elektronen-Laser

In een Vrije-Elektronen-Laser (FEL), waar de resonator de structuur heeft van een golfpijp, heeft de fasesnelheid van het licht een significante impact op de golflengte van het gegenereerde licht. Dit is een effect dat bekend is in Raman-FEL’s maar het is minder bekend dat het ook een belangrijke rol kan spelen in Compton FEL’s. Het effect is experimenteel geverifieerd in onze 6 MeV Compton FEL. De FEL heeft een golfpijp-resonator met vlakke eindspiegels waarin concentrisch een gat is gemaakt voor de inkoppeling van de elektronen en de uitkoppeling van het licht. Opeenvolgende transversale modes, die elk hun eigen fasesnelheid hebben, zijn duidelijk in het golflengte spectrum te onderscheiden. Gelijktijdige resonanties met een golflengte verschil van 5% zijn gemeten. In gangbare lasers is dit verschil doorgaans niet groter dan 0.1%.