从直线加速器到激光尾场加速器的高通量注入加速电子束
等离子体物理
2021-08-04 v1 加速器物理
摘要
由强激光（激光尾场加速器，LWFA）或粒子束（等离子体尾场加速器，PWFA）驱动的等离子体基加速器（PBA）相比传统射频（RF）加速器能以极高梯度加速带电粒子。过去二十年中，该领域取得巨大进展，使 PBA 成为下一代光源与对撞机的候选方案。然而，这些具挑战性的应用必然需要具有良好稳定性、高质量、可控极化与优异可重复性的束流。迄今，此类束流仅由传统 RF 加速器产生。因此，展示由传统 RF 加速器首先产生、再经 PBA 注入并加速的束流十分重要。在近期一些关于 LWFA 级联与 PWFA 中外注入加速的研究中，仅很小一部分（从低于 0.1% 到百分之几）的注入电荷（耦合效率）被加速。对于未来需用多级提升束流能量的对撞机，每级耦合效率须接近 100%。在此我们报道首次演示从基于光电阴极 RF 枪的传统直线加速器（LINAC）外注入到 LWFA 并随后加速，且无任何显著电荷损失或品质退化，这是通过适当整形并将束流匹配到等离子体结构中实现的。这是迈向实现高通量、多级、高能、传统-等离子体混合加速器的重要一步。
引用
@article{arxiv.2005.00183,
title = {High-throughput injection-acceleration of electron bunches from a linear accelerator to a laser wakefield accelerator},
author = {Yipeng Wu and Jianfei Hua and Zheng Zhou and Jie Zhang and Shuang Liu and Bo Peng and Yu Fang and Xiaonan Ning and Zan Nie and Fei Li and Chaojie Zhang and Chih-Hao Pai and Yingchao Du and Wei Lu and Warren B. Mori and Chan Joshi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.00183},
year = {2021}
}