连续波光子注入器中纵向横向耦合机制的束流光环形成
加速器物理
2025-11-11 v1
摘要
束流光环形成是高重复率连续波 (CW) 自由电子激光 (FEL) 的关键挑战，直接影响束流质量和机器防护，LCLS-II commissioning 期间已观察到此现象。我们识别并实验验证了光注入器中由纵向横向耦合引发的三步光环生成机制。理论分析表明：(i) RF 集束器引起能量-半径相关性；(ii) 速度集束将此相关性转化为束头尾的空心密度结构；(iii) 下游聚焦对这些空心区域的差异聚焦形成所见光环。该机制经粒子互动仿真和直接实验测量验证，包括通过 sol 磁镜调谐实现核心-环形轮廓的受控形成。结果确立了光环的物理起源，展示了通过集束压缩调谐可实现抑制光环和降低下游损耗的方案，支持持续高重复率 FEL 运行。
引用
@article{arxiv.2511.05831,
title = {Beam Halo Formation via Longitudinal-Transverse Coupling in Continuous-Wave Photoinjectors},
author = {Zhen Zhang and Yuantao Ding and David Cesar and Feng Zhou and Ji Qiang and Zhirong Huang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.05831},
year = {2025}
}
备注
7 pages, 5 figures