基于高亮度光子注入器的首个高峰值和平均功率单遍 THz FEL
加速器物理
2024-05-30 v1
摘要
现代自由电子激光器(如欧洲 X 射线 FEL)上的高级实验需要频率可调、高功率、窄带 THz 源，同时保持 X 射线脉冲的重复频率和脉冲结构。本文报告了基于单遍高增益 THz FEL operating with 中心波长为 100 微米的 THz 源的最新进展。该 THz FEL 雏形目前在德国慕尼黑的 Photo Injector Test facility (PITZ) 运行中，使用与欧洲 XFEL 光子注入器相同类型的电子源。SASE FEL 被设想为产生 THz 脉冲的主要机制。尽管 PITZ 上的 THz FEL 试图使用与 X 射线设施相同的机制，但由于电子每单位辐射波长数量相差五个数量级，不能视为简单的数值比例放大。由电子束电流轮廓引起的束流因子对 FEL 过程初始自发辐射产生强烈贡献。我们在 PITZ 上使用 LCLS-I 无穷冊器生成了首个高功率、高重复频率单遍 THz FEL 辐射。电子束能量约为 17 MeV，束缚电荷可达数纳 coulomb，产生的 THz 脉冲能量可达数十微焦耳。例如，束缚电荷约为 2.4 nC 时，在中心波长为 100 微米下产生了超过 100 微焦耳的能量。还证明了窄带谱。这些示范性实验为提供能量达毫焦耳范围的可调、高重复频率 THz 源铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2405.19152,
title = {First high peak and average power single-pass THz FEL based on high brightness photoinjector},
author = {M. Krasilnikov and Z. Aboulbanine and G. Adhikari and N. Aftab and A. Asoyan and P. Boonpornprasert and H. Davtyan and G. Georgiev and J. Good and A. Grebinyk and M. Gross and A. Hoffmann and E. Kongmon and X. -K. Li and A. Lueangaramwong and D. Melkumyan and S. Mohanty and R. Niemczyk and A. Oppelt and H. Qian and C. Richard and F. Stephan and G. Vashchenko and T. Weilbach and X. Zhang and M. Tischer and E. Schneidmiller and P. Vagin and M. Yurkov and E. Zapolnova and W. Hillert and J. Rossbach A. Brachmann and N. Holtkamp and H. -D. Nuhn},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.19152},
year = {2024}
}
备注
(unpublished) for submission to PRAB