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来自受击电子束的微束旋转和相干波荡器辐射

发布:laserbeam    |    2018-12-05 17:08    阅读:168
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我们知道,加速运动的电子可以产生电磁辐射。来自微聚束电子束流(microbunched electron beam)的相干辐射是推进现代光源更新换代的背后驱动力,它使得X射线自由电子激光器(free electron laser)可以辐射出极亮的脉冲,其亮度可以高达先前光源脉冲亮度的9个数量级乃至更高。微束的形成方向与电子的行进方向是垂直的,并且传统的理解是这些微束对横向冲击(transverse kick)的响应是而剪切而不是旋转,从而将自由电子激光器设施限定为了单用户操作模式。

近日,来自美国SLAC国家加速器实验室和美国斯坦福大学的James P. MacArthur等人的实验结果指出,如果电子束受到外力冲击并且发生散焦(defocused),那么微束会朝着新的电子束行进方向旋转。研究人员提供的实验数据表明,微束旋转(microbunch rotation)可以很好地解释在Linac相干光源的实验中意外观察到的大量离轴辐射(off-axis radiation)。研究者们证明,利用微束旋转原理,Linac相干光源可以实现多路复用(multiplex),形成至少三个独立的光束。最后,研究者们提出,可以使用磁性三重态(magnetic triplet)来实现更大角度的微束旋转,而不会造成微束退化。

研究人员指出,基于这种对微束动力学的全新理解角度,人们可以显著改善自由电子激光器的多路复用性能,可以通过弯曲来保存微束,以及可以产生具有倾斜脉冲前沿的X射线脉冲。

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