具有高横向发射度比的压缩扁平电子束的形成

扁平束（即具有不对称横向发射度的电子束）在新型光源概念、先进加速方案中具有重要应用，并可能减轻轻子对撞机中对阻尼环的需求。过去十年间，提出并实验验证了一种基于角动量主导束流转换的扁平束产生技术。本文探讨了压缩扁平束的产生，特别针对具有显著相对能散度的束流，研究并优化了扁平束变换过程。我们以费米实验室先进超导测试加速器（ASTA）的光注入器为模拟实例，通过从头到尾的数值模拟，对束团电荷量分别为 3.2 nC、1.0 nC 和 20 pC、能量约为 37 MeV 的情况进行了扁平束产生与压缩的优化。研究发现，不同束团电荷量下优化后的扁平束发射度在压缩前分别为 0.25 {\mu}m（发射度比约为 400）、0.13 {\mu}m 和 15 nm，在全压缩后分别为 0.41 {\mu}m、0.20 {\mu}m 和 16 nm；其中 3.2-nC 扁平束的峰值电流高达 5.5 kA。这些参数符合在非对称介质衬里波导中激发尾场或利用小间隙微波荡器产生显著光子通量的需求。