SHINE 高重复频率运行的高级外部种子 FEL 方案

外部种子自由电子激光器 (FEL) 是生成完全相干软 X 射线的有前景方法。然而，其扩展至更短波长和 MHz 级重复频率受限于高重复频率种子激光器在能量调制方面的有限供应。上海软 X 射线 FEL 设施近期的自增幅和直接增幅实验显著放宽了高增益谐波发生 (HGHG) 的峰值功率要求，为实现回声使能谐波发生 (EEHG) 打开了实用路径。利用 SHINE旁路线，探索了三种兼容的高重复频率种子 FEL 配置：自调制级联 HGHG、自调制 EEHG 和直接增幅驱动 EEHG。数值仿真表明，这些方案可为 MHz 级运行提供灵活的路径，并实现第 30 阶以上的谐波生成。提出一种通用的调制器-色卡布局，以保持候选模式之间的兼容性，并支持未来在 SHINE 上的优化和实验实施。