高斯 Wigner 函数通过矩阵-孔径束线的传播
加速器物理
2024-06-12 v3 光学
摘要
在统计光学框架下，Wigner 函数表示部分相干辐射。高斯 Wigner 函数作为更常用的高斯 Schell 模型交叉谱密度的等价表示，可由其协方差矩阵和质心定义。从高斯 Wigner 函数与高斯 Schell 模型的关系出发，我们推导了高斯 Wigner 函数的相干性质，包括相干长度和相干度。我们定义了一种称为矩阵-孔径束线的简化束线，它由线性传输段与物理孔径交替组成。这是同步辐射光源或 X 射线自由电子激光中传输束线的理想化形式。包络模型为理解给定束线的光学特性提供了基础，其方式类似于粒子束动力学中线性光学的处理，并相应定义了发射度和 Twiss 参数。此类包络模型的一大挑战在于硬边孔径破坏了高斯条件，从而引发高斯模型是否充分的问题。我们提出了一种在硬边孔径之后构造远场 Wigner 函数高斯近似的一致方法。为此，我们引入高斯孔径的概念并分析其对辐射 Wigner 函数的影响。本文还描述了该模型的软件实现。
引用
@article{arxiv.2309.11008,
title = {Propagation of a Gaussian Wigner Function Through a Matrix-Aperture Beamline},
author = {Ilya V. Pogorelov and Boaz Nash and Dan T. Abell and Paul Moeller and Nicholas Goldring},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.11008},
year = {2024}
}