Resumo: Esta dissertação apresenta a caracterização experimental e modelagem numérica dos dispositivos magnéticos que são dipolos e quadrupolos e o ondulador, utilizados no controle da óptica do feixe de elétrons de um Laser de Elétrons Livres (FEL – CREOL). Laser de Elétrons Livres (do inglês Free Electron Laser - FEL) é uma técnica para geração de luz coerente (Laser) fundamentada na interação de um feixe de elétrons relativístico e um campo magnético estático ondulado. Existem dezenas de Lasers de Elétrons Livres no mundo trabalhando em diferentes faixas de frequência, energia e comprimentos de onda, mas não há nenhum em operação na América Latina. Este trabalho tem por objetivo contribuir para a proposta de implantação e desenvolvimento de um FEL Realimentado, para operar na faixa do TeraHertz que compreende o infravermelho longínquo entre 250 a 1000 μm. A proposta do projeto é baseada no reaproveitamento dos componentes de um FEL anteriormente implementado no Center for Research and Education in Optics and Lasers (CREOL), na Universidade Central da Florida. Os dispositivos magnéticos, dipolos e quadrupolos, foram caracterizados magneticamente, eletricamente e mecanicamente no Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF) e as medidas do Ondulador foram realizadas no Laboratório Nacional da Luz Síncrotron (LNLS). Os resultados experimentais são analisados em função dos parâmetros do projeto do CREOL, onde os resultados do dipolo e quadrupolo indicam que estes dispositivos podem ser reaproveitados para o projeto de um novo sistema FEL. No Ondulador foi constatada uma instabilidade mecânica, e consequentemente os parâmetros do campo magnético, que compromete a sua reutilização. Para compreender o funcionamento dos dispositivos magnéticos e obter uma ferramenta para simular um FEL foram desenvolvidos modelos numéricos construído na plataforma de simulação COMSOL Multiphysics, onde seus resultados podem ser aplicados para compreender os dispositivos magnéticos e simular em FEL. |
