PIC simulation of nonlinear regime wake field excitation in cylindrical resonator

Abstract

The nonlinear mechanism of saturation of wake field amplitude, exited in the cylindrical resonator partially filled with dielectric by relativistic train of electron bunches numerically simulated by means of a specially elaborated 2.5- dimensional electromagnetic PIC-code.С помощью специально разработанного нами 2.5-мерного электромагнитного PIC–кода численно промоделирован нелинейный механизм ограничения амплитуды кильватерного поля, возбуждаемого в цилиндрическом резонаторе, частично заполненном диэлектриком, релятивистской последовательностью электронных сгустков. Моделирование показало, что нелинейные захватные процессы, вызванные обратным влиянием поля большой амплитуды на заряженные сгустки, приводят к ограничению амплитуды электрического поля в системе. Получено время нарастания амплитуды поля, его амплитуда. Оценено количество электронных сгустков, которые следует инжектировать в резонатор для достижения максимума поля.За допомогою спеціально розробленого нами 2.5-мірного електромагнітного PIC-коду чисельно промодельовано нелінійний механізм обмеження амплітуди кільватерного поля, збуджуваного в циліндричному резонаторі, частково заповненому діелектриком, релятивістською послідовністю електронних згустків. Моделювання показало, що нелінійні захватні процеси, викликані зворотним впливом поля великої амплітуди на заряджені згустки, приводять до обмеження амплітуди електричного поля в системі. Отримано час наростання амплітуди поля, його амплітуду. Оцінено кількість електронних згустків, які слідує інжектувати у резонатор для досягнення максимуму поля.