迈向冷束极限的阿秒-埃自由电子激光
加速器物理
2023-03-22 v1 光学
等离子体物理
摘要
电子束品质对于自由电子激光（FEL）中的 X 射线脉冲产生至关重要。最先进的直线加速器（linac）可输送多 GeV 电子束，其品质足以用于硬 X 射线 FEL，尽管需要公里级装置，而基于等离子体的加速器可在米级距离上产生多 GeV 电子束，并开始达到足以用于极紫外（EUV）FEL 的束流品质。我们表明，在等离子体尾场加速器（PWFA）中可产生比最先进水平亮许多个量级的等离子体光阴极电子束，随后在不损失品质的情况下被引出、俘获、传输并注入波荡器。这些超亮、亚飞秒电子束可在接近冷束极限处驱动硬 X 射线 FEL，产生阿秒-埃量级的相干 X 射线脉冲，仅在 10 米波荡器后即达到饱和。该等离子体-X-FEL 为新型光子科学能力开辟了途径，例如以原子自然时间和长度尺度无扰动地观测原子内电子运动，以及通向更高光子能量。
引用
@article{arxiv.2212.04398,
title = {Attosecond-Angstrom free-electron-laser towards the cold beam limit},
author = {A. F. Habib and G. G. Manahan and P. Scherkl and T. Heinemann and A. Sutherland and R. Altuiri and B. M. Alotaibi and M. Litos and J. Cary and T. Raubenheimer and E. Hemsing and M. Hogan and J. B. Rosenzweig and P. H. Williams and B. W. J. McNeil and B. Hidding},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.04398},
year = {2023}
}
备注
17 pages, 4 figures