自由电子激光中超短束团的分析
加速器物理
2020-08-26 v1
摘要
自由电子激光（FELs）工作的波长范围从毫米波到硬 X 射线。在 X 射线波长下，FELs 通常依赖自放大自发辐射（SASE）。典型的 SASE 辐射包含多个时间“尖峰”，限制了光输出的纵向相干性；因此，能改善 SASE 辐射纵向相干性的替代方案备受关注。本文中，我们考虑短于 SASE 尖峰间隔的电子束团。在此情况下，自发产生的辐射由单个光脉冲组成，其纵向相干性优于典型 SASE FELs。为研究该 regime，我们使用两个 FEL 模拟程序。其中一个（MINERVA）采用慢变包络近似（SVEA），该近似在极短脉冲下失效。第二个（PUFFIN）是一种粒子网格（PiC）模拟程序，被认为是对底层物理更完整的模型，并能模拟极短脉冲。我们首先通过展示两程序在 ENEA Frascati 的 SPARC SASE FEL 实验模拟中有实质性一致来校准这些程序。然后，我们使用短于 SASE 切片间隔的电子束团长度对两程序进行模拟比较。两程序在短束团模拟中的比较阐明了 SVEA 在此 regime 下的局限性，但表明 SVEA 可处理可与合作长度相当的短束团。
引用
@article{arxiv.2003.14256,
title = {Analysis of Ultra-Short Bunches in Free-Electron Lasers},
author = {Lawrence Campbell and Henry Freund and James Henderson and Brian McNeil and Piotr Traczykowski and Peter van der Slot},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.14256},
year = {2020}
}
备注
8 pages, 11 figures. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1906.01996