第三代同步辐射光源中 X 射线束的横向相干特性

本文阐述了波荡器辐射源空间相干性的完整理论。目前对相干特性的估算通常假设波荡器源是准均匀的，类似于热光源，并依赖 van Cittert-Zernike 定理来计算横向相干度。这种假设在处理第三代光源时并不充分，因为在跨越四个数量级的很宽光谱区间（从 0.1 Angstrom 到 10^3 Angstrom）内，电子束的垂直（几何）发射度与辐射波长相当甚至小得多。有时，统计光学中广泛用于描述部分相干源的 Gaussian-Schell 模型被用作准均匀模型的替代方案。然而，正如我们将要证明的，该模型无法正确描述非均匀波荡器源产生的 X 射线束的相干特性。因此，需要进行更严格的分析。我们提出了一种基于统计光学和傅里叶光学的方法，用于在最一般情况下显式计算波荡器源在波荡器后任意位置的交叉谱密度。我们的理论一致地使用了无量纲分析，使得对参数空间的许多渐近线及其适用范围的处理和物理理解变得相对容易。特别强调了水平发射度远大于辐射波长而垂直发射度任意的渐近情况，这种情况对于第三代同步辐射光源具有实际意义。