用于欧洲XFEL软X射线自种子的光栅单色器
加速器物理
2013-03-07 v1 光学
摘要
自种子是一种有前景的方法，可显著缩小XFEL的SASE带宽，以产生近乎变换极限的脉冲。在软X射线波长范围内实现该方法必然涉及光栅作为色散元件。我们研究了一种非常紧凑的自种子方案，采用最初在SLAC设计的光栅单色器，该方案可直接安装在欧洲XFEL的SASE3型波荡器束线上。单色器设计基于环形变线间距光栅，工作于固定入射角安装，无入射狭缝。它覆盖300 eV至1000 eV的光谱范围。使用波动光学方法（与光线追迹比较）研究了光学系统，以评估自种子方案的性能。我们的波动光学分析考虑了来自相干FEL源辐射的实际波前、三阶像差以及每个光学元件的误差。波动光学是唯一可用于设计无出射狭缝的自种子单色器的方法，需结合FEL模拟。我们表明，无出射狭缝时，自种子方案具有实验简单性这一急需的优点，并且实际上可以提供与有出射狭缝时相同的分辨能力（约7000）。波动光学也自然适用于自种子方案效率的计算，包括单色器透射率以及种子束与电子束之间失配的影响。模拟显示，FEL功率达到1 TW，且TW脉冲的光谱密度比饱和时的SASE脉冲高约两个数量级。
引用
@article{arxiv.1303.1392,
title = {Grating monochromator for soft X-ray self-seeding the European XFEL},
author = {Svitozar Serkez and Gianluca Geloni and Vitali Kocharyan and Evgeni Saldin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1303.1392},
year = {2013}
}