Efficiency enhancement of RF-linac based free electron laser oscillator with electron beam energy ramping
Efficiency enhancement of RF-linac based free electron laser oscillator with electron beam energy ramping
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基于射频直线加速器的电子束能量斜坡自由电子激光振荡器的效率增强
DOI：
10.1016/j.nima.2019.06.058
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发表时间：
2019-10
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Li Heting
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xu Yuanfang;Jia Qika;Li Heting
自由电子激光（FEL）振荡器是产生红外和太赫兹波段高强度可调谐激光的一种非常有效的方法。然而，在自由电子激光振荡器中，通常只有一小部分电子束的动能被转换成光场。受以色列EA FEL早期工作的启发，在本文中，我们研究了通过在后饱和状态下适度提高电子束能量来提高基于RF直线加速器的FEL振荡器的效率。在理论分析的基础上，给出了最佳能量斜升幅度和可能的最大效率提高。利用FELiChEM参数进行的三维模拟表明，对于10 μ m和30 μ m波长的自由电子激光，通过将电子能量从饱和点分别斜升1.9%和2.68%，在新的饱和点处，自由电子激光效率分别提高了3.6和9.1倍。模拟结果与理论预测相一致。该方案也可用于X射线自由电子激光振荡器。
Free electron laser (FEL) oscillator is a very effective method to produce the tunable and high-intense laser in the infrared and terahertz regions. However, in an FEL oscillator, normally only a small portion of the electron beam’s kinetic energy is converted into the optical field. Inspired by the earlier work on the Israeli EA FEL, in this paper we investigate increasing the efficiency of RF-linac based FEL oscillators through ramping up the electron beam energy moderately in the post-saturation regime. Based on theoretical analysis, the optimal beam energy ramping amplitude and the possible maximum efficiency enhancement are presented. Three-dimension simulations with the FELiChEM parameters show that, through ramping the electron energy from the saturation point by 1.9% and 2.68% for the FEL wavelengths of 10 μ m and 30 μ m, respectively, about 3.6 and 9.1 times enhancements of the FEL efficiency at the new saturation are achieved. The simulation results are consistent with the analytical prediction. This scheme may also benefit the x-ray FEL oscillators.
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影响因子：
2.9
作者：
P. Sprangle;Cha-Mei Tang;W. Manheimer
通讯作者：
P. Sprangle;Cha-Mei Tang;W. Manheimer
DOI：
10.1016/j.nima.2010.02.274
发表时间：
2010-06-01
影响因子：
1.4
作者：
Barletta, W. A.;Bisognano, J.;Zholents, A. A.
通讯作者：
Zholents, A. A.
影响因子：
3.6
作者：
Li, He-Ting;Jia, Qi-Ka;Yang, Yong-Liang
通讯作者：
Yang, Yong-Liang
影响因子：
1.7
作者：
C. Emma;N. Sudar;P. Musumeci;A. Urbanowicz;C. Pellegrini
通讯作者：
C. Emma;N. Sudar;P. Musumeci;A. Urbanowicz;C. Pellegrini
影响因子：
1.7
作者：
J. Duris;P. Musumeci;N. Sudar;A. Murokh;A. Gover
通讯作者：
J. Duris;P. Musumeci;N. Sudar;A. Murokh;A. Gover