Изложены вопросы, связанные с расчетом выходных характеристик ЛСЭ-усилителя в режиме насыщения. Рассмотрены вопросы оптимизации по КПД ЛСЭ-усилителей с нерегулярным ондулятором. Изложена схема расчета параметров оптимального ондулятора и выходных характеристик ЛСЭ-усилителя с оптимальным ондулятором. Предложенные схемы расчетов основаны на использовании методов подобия и результатах численного моделирования, которые представлены в виде универсальных графиков. Используемая для численного моделирования математическая модель процессов в ЛСЭ-усилителях учитывает такие факторы, как пространственный заряд и энергетический разброс частиц в пучке. Для тестирования программ численного моделирования в качестве эталона используются строгие результаты линейной теории ЛСЭ-усилителя. Приведено большое число универсальных графиков, которые могут быть непосредственно использованы при разработке и конструировании ЛСЭ-усилителей.

The points connected with calculation of FEL amplifier output characteristics in the saturation are presented. Problems of increasing the amplifier efficiency by variation of undulator parameters are discussed. A calculation scheme of optimum undulator parameters and FEL amplifier characteristics with an optimum undulator are given. The suggested calculation schemes are based on the use of similarity techniques and numerical simulation results given as universal plots. A mathematical model of FEL amplifier processes used for a numerical simulation takes into account such factors as the space charge and the energy spread of particles in the beam. Strict results of the FEL amplifier linear theory are used as a primary standard for the testing of numerical simulation programs. A great number of universal plots which can be directly used for development and design of FEL amplifiers are given.