ESCULAP中用于外注入LPWA的电子束团纵向压缩与横向匹配
加速器物理
2018-01-15 v1
摘要
我们给出在ORSAY的ESCULAP项目中计划使用的激光等离子体尾场加速器（LWFA）注入前电子束团纵向压缩与横向匹配的理论与数值研究。纵向压缩由狗腿磁偏转系统（dogleg chicane）完成，该chicane基于束流光学理论设计，利用ImpactT研究狗腿中的束流动力学并以CSRtrack交叉验证，两者均包含三维空间电荷（SC）与相干同步辐射（CSR）效应。仿真结果表明，为补偿纵向SC引起的负能散增加，狗腿入口处的能散应小于标称光学设计值，而CSR在我们的情况下可忽略。在优化配置下，电子束团（~10MeV，10pC）从0.9ps RMS压缩至70fs RMS（53fs FWHM），峰值电流为152A。横向匹配由一组二极铁与一组三极铁实现，利用Madx进行匹配并用ImpactT跟踪电子束团，仿真结果与标称设计值差异很小，此系SC效应所致。最后，通过简单调节四极铁强度，获得了初步优化配置，使Courant-Snyder（C-S）参数在等离子体入口处匹配至α_x=0.01、α_y=-0.02、β_x=0.014m、β_y=0.012m。
引用
@article{arxiv.1712.01649,
title = {Longitudinal compression and transverse matching of electron bunch for external injection LPWA at ESCULAP},
author = {K. Wang and E. Baynard and C. Bruni and K. Cassou and V. Chaumat and N. Delerue and J. Demailly and D. Douillet and N. El. Kamchi and D. Garzella and O. Guilbaud and S. Jenzer and S. Kazamias and V. Kubytskyi and P. Lepercq and B. Lucas and G. Maynard and O. Neveu and M. Pittman and R. Prazeres and H. Purwar and D. Ros},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.01649},
year = {2018}
}