用于 TESLA 测试装置软 X 射线 SASE FEL 的高效倍频器

本文描述了一种用于 SASE 自由电子激光器的有效倍频方案。它由一个调谐到一次谐波的波荡器、一个色散段和一个调谐到二次谐波的锥形波荡器组成。第一级是传统的软 X 射线 SASE FEL。其增益被控制为使得电子束在出口处的最大能量调制大约等于局部能量扩散，但仍远未达到饱和。当电子束通过色散段时，这种能量调制导致粒子的有效压缩。然后，聚束的电子束进入锥形波荡器，并在相干减速过程中产生强辐射。我们证明了倍频方案可以集成到 DESY 的 TESLA 测试装置的 SASE FEL 中，并将允许达到 3 nm 波长，输出峰值功率为 GW 级。这将把 FEL 的工作范围扩展到所谓的“水窗”，并显著扩展 TTF FEL 用户装置的能力。