A beamline to control longitudinal phase space whilst transporting laser wakefield accelerated electrons to an undulator.
A beamline to control longitudinal phase space whilst transporting laser wakefield accelerated electrons to an undulator.
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DOI：
10.1038/s41598-023-35435-7
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发表时间：
2023-05-31
影响因子：
4.6
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
激光韦克菲尔德加速器（LWFAs）可以在短距离内产生高能电子束团。成功地将这些源与波荡器耦合有可能形成LWFA驱动的自由电子激光器（FEL），提供高强度的短波长辐射。从LWFAs产生的电子聚束在纵向相空间中具有相关分布：啁啾。然而，LWFAs和FEL都有严格的参数要求。使用理想LWFA参数产生的聚束啁啾可能不适合自由电子激光;例如，啁啾可以降低自由电子激光所需的高峰电流。因此，我们设计了一个灵活的光束线，可以接受无论是积极或消极啁啾LWFA聚束和调整啁啾在传输到波荡器。我们已经使用加速器设计程序MAD 8设计了一个光束线的阶段，并跟踪粒子束。最终的光束线设计可以产生双向纵向色散值（）：我们演示了+0.20 mm、0.00 mm和-0.22 mm的值。的正值或负值在电子聚束的纵向相位空间中向前或向后施加剪切，这提供了对聚束啁啾的控制。这种啁啾控制过程中的聚束运输提供了一个额外的自由参数，并标志着一个新的方法来匹配未来LWFA驱动的自由电子激光。
Laser wakefield accelerators (LWFAs) can produce high-energy electron bunches in short distances. Successfully coupling these sources with undulators has the potential to form an LWFA-driven free-electron laser (FEL), providing high-intensity short-wavelength radiation. Electron bunches produced from LWFAs have a correlated distribution in longitudinal phase space: a chirp. However, both LWFAs and FELs have strict parameter requirements. The bunch chirp created using ideal LWFA parameters may not suit the FEL; for example, a chirp can reduce the high peak current required for free-electron lasing. We, therefore, design a flexible beamline that can accept either positively or negatively chirped LWFA bunches and adjust the chirp during transport to an undulator. We have used the accelerator design program MAD8 to design a beamline in stages, and to track particle bunches. The final beamline design can produce ambidirectional values of longitudinal dispersion (): we demonstrate values of + 0.20 mm, 0.00 mm and − 0.22 mm. Positive or negative values of apply a shear forward or backward in the longitudinal phase space of the electron bunch, which provides control of the bunch chirp. This chirp control during the bunch transport gives an additional free parameter and marks a new approach to matching future LWFA-driven FELs.
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影响因子：
16.6
作者：
André T;Andriyash IA;Loulergue A;Labat M;Roussel E;Ghaith A;Khojoyan M;Thaury C;Valléau M;Briquez F;Marteau F;Tavakoli K;N'Gotta P;Dietrich Y;Lambert G;Malka V;Benabderrahmane C;Vétéran J;Chapuis L;El Ajjouri T;Sebdaoui M;Hubert N;Marcouillé O;Berteaud P;Leclercq N;El Ajjouri M;Rommeluère P;Bouvet F;Duval J-;Kitegi C;Blache F;Mahieu B;Corde S;Gautier J;Ta Phuoc K;Goddet JP;Lestrade A;Herbeaux C;Évain C;Szwaj C;Bielawski S;Tafzi A;Rousseau P;Smartsev S;Polack F;Dennetière D;Bourassin-Bouchet C;De Oliveira C;Couprie ME
通讯作者：
Couprie ME
影响因子：
3.2
作者：
Antici, P.;Bacci, A.;Serafini, L.
通讯作者：
Serafini, L.
影响因子：
19.6
作者：
Fuchs, Matthias;Weingartner, Raphael;Gruener, Florian
通讯作者：
Gruener, Florian
DOI：
10.1016/0168-9002(85)90695-3
发表时间：
1985-01-01
影响因子：
1.4
作者：
BONIFACIO, R;CASAGRANDE, F
通讯作者：
CASAGRANDE, F
影响因子：
8.6
作者：
Chen, S.;Powers, N. D.;Umstadter, D. P.
通讯作者：
Umstadter, D. P.