使用独立多腔射频光电枪的飞秒级 MeV-UED 束线
加速器物理
2025-08-14 v1
摘要
MeV 超快电子衍射（Ultrafast Electron Diffraction, UED）的时间分辨率从根本上受到样品处电子束团长度的限制，这促使了能够产生飞秒级束团的新型电子源的发展。在这项工作中，我们提出了一种多腔射频光电枪，它具有定制的相速度分布，可直接从电子枪产生 5 至 15 fs rms 的 MeV 电子束团，从而无需下游压缩。这种方法实现了与带有下游压缩的传统一又二分之一腔光电枪相当的性能，同时减小了系统尺寸、复杂性和功率要求。我们研究了两种实现方式：驻波（Standing Wave, SW）设计和行波（Travelling Wave, TW）设计。TW 变体表现出比典型 SW 结构低一个数量级以上的功耗，从而实现了潜在的 kHz 运行。当与提供高幅度和相位稳定性的 SwissFEL 风格 C 波段射频源配对时，预计 TW 光电枪可提供 26 fs rms 的时间分辨率。
引用
@article{arxiv.2508.09357,
title = {Femtosecond-Scale MeV-UED Beamline Using a Stand-Alone Multi-Cell RF Photogun},
author = {Thomas Geoffrey Lucas and Paolo Craievich and David Alesini and Carl Beard and Hans-H. Braun and Alexander Dietrich and Zheqiao Geng and Rasmus Ischebeck and Eduard Prat and Mike Seidel and Cezary Sydlo and Alexandre Trisorio and Carlo Vicario and Riccardo Zennaro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.09357},
year = {2025}
}