Numéro
J. Phys. France
Volume 45, Numéro 6, juin 1984
Page(s) 989 - 996
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:01984004506098900
J. Phys. France 45, 989-996 (1984)
DOI: 10.1051/jphys:01984004506098900

Results of the free electron laser oscillation experiments on the ACO storage ring

P. Elleaume1, 2, J.M. Ortéga1, 3, M. Billardon1, 3, C. Bazin1, M. Bergher1, M. Velghe1, 4, Y. Petroff1, D.A.G. Deacon5, 6, K.E. Robinson5 et J.M.J. Madey5

1  Laboratoire pour l'Utilisation du Rayonnement Electromagnétique, L.P. CNRS 008, Bâtiment 209-C, Université de Paris-Sud, 91405 Orsay, France
2  Departement de Physico-Chimie, Service de Photophysique, CEN Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France.
3  Ecole Supérieure de Physique et Chimie, 10, rue Vauquelin, 75231 Paris Cedex 05, France.
4  Laboratoire de Photophysique Moleculaire, Bat. 213, Universite de Paris-Sud, 91405 Orsay, France.
5  High Energy Physics Laboratory, Stanford University, Stanford, CA 94305, U.S.A.
6  Deacon Research, 754 Duncardine Way, Sunnyvale, CA 94087, U.S.A.


Abstract
A storage ring free-electron laser oscillator has been operated above threshold at a visible wavelength λ ≈ 6 500 Å. This laser was obtained with electrons of 166 MeV circulating in the storage ring ACO. The light emitted by the electrons passing through an optical klystron (a modified version of an undulator) is stored in a high-Q optical cavity. First some below laser threshold phenomena are reported. Then the spectral and macro-temporal structure of the laser are described. The average power is shown to be consistent with the limit imposed by the heating of the electron beam (Renieri's limit). Finally a factor of 100 enhancement in the peak power, over the Renieri's limit, has been obtained by driving the laser with an external low frequency generator.


Résumé
On a fait fonctionner un laser à électrons libres sur anneau de stockage à 6 500 Å de longueur d'onde. L'effet laser a été obtenu avec des électrons de 166 MeV circulant dans l'anneau de stockage ACO. La lumière émise par les électrons lorsqu'ils passent à travers un klystron optique (une version modifiée de l'onduleur) est stockée dans une cavité optique à faibles pertes. On analyse tout d'abord les phénomènes sous le seuil. La seconde partie décrit les caractéristiques spectrales et macrotemporelles du laser. On montre que la puissance moyenne est en accord avec la limite imposée par le chauffage du paquet d'électrons (limite de Renieri). Finalement une augmentation d'un facteur 100 de la puissance crête, a été obtenue en asservissant le laser à un générateur extérieur de signaux basse fréquence.

PACS
4160C - Free-electron lasers.

Key words
free electron lasers