一种用于追踪 FEL 与电磁场模式相互作用中粒子运动的自洽数值方法
加速器物理
2020-11-18 v1
摘要
本文提出一种基于将电磁场分解为有限个辐射模式的新型 FEL 模拟方法。每一模式振幅的演化仅由能量守恒确定。该代码作为 General Particle Tracer 框架的扩展而开发，并为 FEL 界已有的成熟数值模拟套件增添了重要能力。该方法不基于周期平均近似，且可处理长波导波 FEL，因为可包含边界的色散效应。此外，它能正确模拟较低电荷系统，其中横向与纵向空间电荷力在动力学中仍起显著作用。对于自由空间 FEL 相互作用，可使用源相关展开近似来限制建模场分布所需的横向模式数量并加速系统演化的计算。详细研究了三个例子，包括单程 FEL 放大器、高效率 TESSA266 方案以及工作于零滑移区的 THz 波导 FEL。
引用
@article{arxiv.2008.02229,
title = {A self-consistent numerical approach to track particles in FEL interaction with electromagnetic field modes},
author = {A. Fisher and P. Musumeci and S. B. Van der Geer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.02229},
year = {2020}
}