实现量子自由电子激光：实验挑战与理论极限的批判性分析
加速器物理
2019-05-22 v1 等离子体物理
量子物理
摘要
我们考察实现高增益量子自由电子激光（Quantum FEL）的实验要求。除电子束与波荡器的根本约束外，我们讨论了优化的相互作用几何结构，并纳入相干特性以及衍射、空间电荷与自发辐射的影响。基于所期望的量子 FEL 特性以及当前实验能力，我们给出确定相应实验参数组的流程。即便在理想情形下，空间电荷与自发辐射的综合约束也对在数个增益长度上维持量子 regime 施加了强烈限制。受这些结果引导，我们建议将研究重心转向种子型量子 FEL，而非继续追求自放大自发辐射（SASE）。此外，我们指出，为识别我们论证中可能存在的漏洞，有必要建立关于自发辐射与空间电荷的严格量子理论。
引用
@article{arxiv.1808.05829,
title = {Realizing Quantum free-electron lasers: A critical analysis of experimental challenges and theoretical limits},
author = {Alexander Debus and Klaus Steiniger and Peter Kling and Moritz Carmesin and Roland Sauerbrey},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.05829},
year = {2019}
}