本书描述了X射线波段自由电子激光(free electron laser,FEL)的兴起与发展，论述了电子束通过波荡器时发出的电磁辐射，介绍了低增益FEL理论；也论述了高增益FEL理论中的基本知识，包括微群聚概念以及麦克斯韦波动方程和弗拉索夫方程的基本思想，同时根据傅里叶-拉普拉斯变换来研究三维情况下的高增益FEL理论，可以考察电子回旋加速、横向效应对增益长度的影响，可用于FEL功率饱和的非线性区。在第6章中，讨论了一维近似下处理高增益FEL的问题，推导了一阶耦合方程以及三阶方程，以明了FEL物理过程，该三阶方程在FEL物理的线性区有效，此区的输出电场与输入电场呈线性关系。在第8章简单地介绍了激光同步辐射光源。
本书适合从事自由电子激光的科学研究工作者阅读参考。

序
第1章 引言
参考文献
第2章 波荡器辐射
2.1 电子轨道
2.1.1 螺旋型波荡器中的电子轨道
2.1.2 平面波荡器中的电子轨道
2.2 回旋振荡运动
2.2.1 平面波荡器中电子的回旋振荡运动
2.2.2 曲面波荡器中电子的回旋振荡运动
2.3 波荡器辐射及其谱形
2.4 波荡器辐射的角宽度
2.5 高次谐波
2.6 小结
参考文献
第3章 低增益 FEL 理论
3.1 电子束与光波的能量交换
3.2 电子束团内坐标
3.3 FEL 摆方程
3.4 相空间处理和 FEL 桶
3.5 高次谐波与修正波荡器参量K
3.6 谱形
3.7 低增益 FEL 的小增益
3.8 小结
参考文献
第4章 高增益 FEL 理论基本知识
4.1 微群聚的基本知识
4.2 麦克斯韦方程和电场波动方程
4.3 高增益 FEL 中电场波动方程的简化
4.4 电子分布函数和弗拉索夫方程
参考文献
第5章 高增益 FEL 理论 (I)
5.1 高增益 FEL 摆方程
5.2 耦合麦克斯韦–弗拉索夫方程
5.3 高增益 FEL 一维理论
5.4 FEL 一维理论的初值问题
5.4.1 FEL 放大器情况
5.4.2 SASE-FEL 情况
5.5 高增益 FEL 三维理论
5.6 回旋振荡对高增益 FEL 的影响
5.7 高增益 FEL 相干性
5.8 小结
参考文献
第6章 高增益 FEL 理论 (II)
6.1 FEL 中电场波动方程的简化形式
6.2 FEL 中纵向电场及其与横向电场的关系
6.3 高增益 FEL 的摆方程 (一阶耦合方程)
6.4 电子分布函数和弗拉索夫方程
6.5 高增益 FEL 电场的积分微分方程和三阶方程
6.6 高增益 FEL 电场三阶方程之解
6.6.1 单能共振、无空间电荷效应的理想情况
6.6.2 单能非共振、不考虑空间电荷效应情况
6.7 高增益 FEL 的饱和
6.8 高增益 FEL 的线性区和非线性区
6.9 微群聚的模拟结果
6.9.1 空间电荷结构的变化情况
6.9.2 FEL 增益过程中的相位演变
6.10 高增益 FEL 电场的积分微分方程的低增益极限
6.11 高增益 FEL 增益函数及谱带宽度
6.12 小结
参考文献
第7章 FEL 亮度和电子束参量要求
7.1 亮度
7.2 束电子能量
7.3 束电流
7.4 束能散度
7.5 发射度
7.6 自发波荡器辐射和量子效应
7.7 非理想因素影响汇总
参考文献
第8章 激光同步辐射光源
8.1 简述
8.2 强激光场中的电子运动
8.3 散射辐射
8.3.1 线偏振情况
8.3.2 圆偏振情况
8.4 散射辐射的性质
8.4.1 辐射功率
8.4.2 共振函数性质
8.4.3 超强行为
8.5 散射辐射的非理性效应
8.5.1 电子束能散度
8.5.2 电子束能量损失
8.6 激光同步辐射的通量和亮度
8.7 小结
参考文献
致谢