X射线自由电子激光辐射的相干性特性

我们对X射线自由电子激光（XFEL）辐射的相干性特性进行了全面分析。我们考虑了实际重要的情况，即XFEL针对最大增益进行优化。这种优化可以显著减少参数空间。将相似性技术应用于数值模拟结果，使得优化后的XFEL的所有输出特性都可以表示为唯一参数——发射度与辐射波长之比 $\hat{\epsilon} = 2\pi \epsilon/\lambda$ 的函数。我们的研究表明，当参数 $\hat{\epsilon}$ 的值约为1时，XFEL在横向相干性方面达到最佳性能。在 $\hat{\epsilon}$ 值较小时，由于较差的纵向相干性对横向相干性的强烈影响，横向相干度会降低。在发射度较大时，由于模式选择不佳，横向相干度会退化。此外，还对现有的XFEL项目，如European XFEL、LCLS和SCSS，进行了比较分析。