Beam dynamics performances and applications of a low-energy electron-beam magnetic bunch compressor
电子直线加速器的许多前端应用依赖于临时压缩聚束的产生。电子束团的缩短通常是通过位于加速器高能部分的磁束团压缩器来实现的。磁压缩受到集体效应的影响，包括空间电荷和通过相干同步辐射的自相互作用。在本文中，我们探讨了应用磁压缩低能量（$\sim 40$ MeV），高电荷（nC）电子束团与低归一化横向发射率（$< 5$ $μ$ m）。
2013-02-04 physics.acc-ph
Electron multipacting in long-bunch beam
电子的二次碰撞是形成电子云的一个重要因素。在长束团束流的尾部有一个后沿微碰撞。它可以用电子的能量增益和运动来描述。分析结果与模拟结果一致。
2015-09-28 physics.acc-ph
Seeding self-modulation of a long proton bunch with a short electron bunch
在数值模拟中，我们简要地比较了相对论电离前沿和等离子体中相对论质子束团自调制的电子束团播种。当两种方法的初始尾流场相等时，最大纵向尾流场沿等离子体的演化规律相似。我们还提出了一个可能的播种/注射计划，使用一个单一的等离子体，我们将在即将到来的模拟工作进行研究。
2020-05-09 physics.acc-ph
THz-radiation production using dispersively-selected flat electron bunches
我们提出了一种可调谐太赫兹辐射源产生的相对论电子聚束的替代方案。该技术依赖于色散选择和平坦电子聚束的组合。色散选择是利用束团压缩器内的狭缝掩模将能量啁啾的电子束转换成束团训练。扁平光束变换通过减小一个平面中的束流发射度来提高THz源的频率范围。该技术产生调谐范围在0.2 - 4 THz之间的窄带THz辐射。通过适当选择狭缝间距、狭缝宽度和能量啁啾，也可以产生单频THz谱。
2013-10-21 physics.acc-ph
High-intensity single-bunch electron beam generation with the 38 MeV L-band linac in Osaka University
研究了大坂大学科学工业研究所38 MeV L波段电子直线加速器的高强度单束团电子束流特性。
2000-09-19 physics.acc-ph
Polarized electron bunch refresh rates in an electron storage ring
针对高能储存环中极化电子束团弛豫问题，提出通过自旋匹配最大化建立时间常数并均衡“上”“下”束团刷新率的方案，以维持极化并减少HEP实验系统误差。
2025-02-01 physics.acc-ph
Compression of sub-relativistic space-charge-dominated electron bunches for single-shot femtosecond electron diffraction
我们展示了95千电子伏，空间电荷占主导地位的电子束压缩到100 fs以下的持续时间。这些束有足够的电荷（200 fC），并有足够的质量，以捕获衍射图案与Single Shot，我们证明了多晶金箔上的衍射实验。压缩是通过3 GHz射频腔的振荡纵向电场引起的速度啁啾导致的速度聚束来实现的。到达时间抖动测量为80 fs。
2010-06-10 physics.acc-ph
Thomson Scattering of Coherent Diffraction Radiation by an Electron Bunch
研究了加速器前束团产生的相干衍射辐射在后束团上的汤姆逊散射过程。结果表明，散射硬光子的产额与N $_e^3$成正比，其中N $_e$是每个聚束的电子数。选择的几何形状的CDR生成和表达式获得散射光子光谱的几何形状，这取决于在一个明确的形式上的聚束大小。提出了一种利用散射辐射特性测量聚束长度的方法。
1998-10-06 physics.acc-ph
Tunable subpicosecond electron bunch train generation using a transverse-to-longitudinal phase space exchange technique
我们报告的实验产生的训练的亚皮秒电子聚束。束训练生成使用能够在水平和纵向自由度之间交换坐标的束线来完成。由一组水平分离的子束组成的初始束被转换成具有可调聚束持续时间和间隔的时间上分离的聚束的训练。这封信中报告的实验明确地证明了转换过程及其多功能性。
2010-11-04 physics.acc-ph
Bunch Length Diagnostics: Current Status and Future Directions
带电粒子束团长度检测是粒子和加速器物理中最具挑战性的测量之一，特别是当束团长度减少到几十飞秒以下时。由于这些测量在高能电子加速器和具有超短电子聚束的设备中是最关键的-例如等离子体尾场和相关加速器-因此讨论仅限于电子聚束探测，尽管结果显然对任何超相对论粒子聚束都有意义。
2020-05-12 physics.acc-ph
A simple method for the determination of the structure of ultrashort relativistic electron bunches
本文提出了一种测量X射线自由电子激光（XFEL）中100个飞秒电子束团纵向轮廓的新方法。该方法只是两个众所周知的技术的组合，其中没有以前结合到我们的知识。我们使用种子10 ps 1047 nm量子激光产生超快电子束团的精确光学复制品。复制品是在由输入波荡器（能量调制器）和短输出波荡器（辐射器）组成的设备中产生的，该设备由色散部分隔开。输出波荡器中的辐射由在光学波长处调制的电子聚束激发，并迅速达到100 MW级的峰值功率。然后，我们使用超短激光脉冲形状测量的标准方法，自相关器和光谱的串联组合（FROG-频率分辨光学门控）。电子束团的光学复制品的FROG轨迹给出了准确和快速的电子束团形状测量的方式类似于飞秒示波器。电子束团结构的实时单次测量可以提供有关束团压缩器中产生超短电子束团的物理机制的重要信息。所提出的技术的最大优点是，它可以用来确定切片的能量传播和发射度在多炮测量。可以完整地测量聚束结构，即测量峰值电流、能量扩展和作为时间的函数的横向发射度。我们用数值例子说明了所提出的方法在欧洲X射线自由电子激光电子束诊断的潜力。
2004-07-15 physics.acc-ph
Compact electron acceleration and bunch compression in THz waveguides
我们数值研究了20 mJ，0.6 THz为中心的相干太赫兹脉冲在优化的金属介质加载圆柱形波导的加速和聚束压缩能力。特别地，我们从理论上证明了1.6pC和16pC电子束团在20mm的相互作用距离上从1MeV加速到10MeV，1.6pC的1MeV束团从100fs压缩到2fs（50倍压缩）在约18mm的相互作用距离上，在42cm的相互作用距离上，1.6pC的10MeV束团从100fs压缩到1.61fs（62次）。结果表明，相干太赫兹脉冲在实现紧凑的电子加速和聚束压缩计划的承诺。
2013-11-22 physics.acc-ph
Experiment and simulations of sub-ps electron bunch train generation at Fermilab photoinjectors
最近，在费米实验室A0光电注入器上，利用横向-纵向相空间交换光束线，实验上实现了亚皮秒时间结构的电子束团串的产生。束团训练的时间分布可以很容易地调节，以满足现代加速器束流应用的要求。在本文中，我们报告的A0束流列车实验，并探讨了这种技术的可能扩展到更短的时间尺度在费米实验室SRF加速器测试设施，超导线性电子加速器目前正在建设中的NML大楼。
2012-01-27 physics.acc-ph
Potential-well bunch lengthening in electron storage rings
本文评估 Zotter 方程在电子储存环势阱束团拉伸中的有效性，提出自洽替代方程，用于预测拉伸并提取有效阻抗。
2023-09-02 physics.acc-ph
Statistical analysis of electron bunch longitudinal profile reconstructions using the Gerchberg-Saxton algorithm
电子束团纵向分布的研究对于优化等离子体尾场加速器和X射线自由电子激光直线加速器的性能至关重要。由于其重要性，这些新的应用，非侵入性频域技术经常被用来重建纵向聚束轮廓从相干同步加速器，过渡，或波荡器辐射测量。在本文中，我们详细介绍了几种常见的重建技术，包括Kramers-Kronig相位关系和Gerchberg-Saxton算法。通过统计分析，我们得出这些重建技术的准确性和最合适的候选人从光谱数据的纵向聚束重建的一般性结论。
2021-04-17 physics.acc-ph
An improved empirical equation for bunch lengthening in electron storage rings
本文提出了一个改进的电子储存环束团拉长的经验公式。将理论分析结果与实验结果进行了比较，两者吻合较好.这个改进的方程同样适用于储存环是电阻性的（如改进的SLC阻尼环）而不是通常的电感性的情况。
2000-12-12 physics.acc-ph
Near-Infrared noise in intense electron bunches
University of Chicago（芝加哥大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）
研究强子存储环中相干电子冷却的近红外噪声特性，通过实验观测和模拟分析电子束密度波动对相干电子冷却的影响。
2025-02-10 physics.acc-ph
A Multi-length Bunches Design for Electron Storage Rings with Odd Buckets
提出了一种利用两个超导射频腔（sc腔）将奇数桶电子储存环升级为多束长电子储存环的方案。本文以合肥光源二号（HLS Ⅱ）为例，介绍了奇数桶的情况。根据45个桶，其是3的倍数，在目前应用的用户光学器件中提出了同时产生的三个不同长度的聚束。最终的结果是，在没有低α光学器件的情况下，用50 ps长的长束团、23 ps的中束团和6 ps的短束团填充HLS II。每个第三桶可以填充短束，其中电流限制高达6.6 mA，是低α模式值的60倍以上。此外，本文还介绍了用ELEGANT软件对束流动力学进行的粒子跟踪和束流不稳定性的计算。
2014-09-11 physics.acc-ph
RF acceleration of ultracold electron bunches
本文研究利用射频电磁场加速激光冷却原子近阈值光电离产生的超冷电子束团，实验测得约35 keV能量，并证实归一化横向发射度基本保持。
2023-06-08 physics.acc-ph
Design of a High-bunch-charge 112-MHz Superconducting RF Photoemission Electron Source
在粒子加速器的许多先进应用中，如强子束的电子冷却器、电子-离子对撞机和自由电子激光（FEL），都需要高束团电荷的连续波（CW）光电发射电子源。超导RF（SRF）在CW模式下比其他电子枪技术具有几个优势，因为它提供更高的加速率，并可能产生更高的聚束电荷和平均束流。布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory，BNL）开发了一种112 MHz SRF电子光注入器（枪），为相干电子冷却原理验证（CeC PoP）实验产生高亮度和高聚束电荷聚束。该枪利用四分之一波长谐振器（QWR）的几何形状，以确保光束的动态，并使用高量子效率（QE）的多碱光电阴极产生电子。
2016-08-28 physics.acc-ph
Coherent radiation produced by a relativistic bunch of charged particles passing through a photonic crystal
得到了描述相对论电子束团在光子晶体中运动产生相干辐射的方程。导出了辐射的谱角分布和辐射强度的时域表达式。在产生相干辐射的初始阶段，聚束电子与由聚束本身引起的电磁场的相互作用被示出为与粒子加速度成比例的项（与由聚束本身引起的电场的相互作用时间和强度成比例）以及与速度成比例的项的聚束电流的表达式做出贡献。用量子物理方法研究了相对论性聚束产生的感应辐射。
2022-01-24 physics.acc-ph
Transverse self-interactions within an electron bunch moving in an arc of a circle (generalized)
从电动力学的观点出发，我们已经广泛地研究了沿圆弧运动的电子束的横向自相互作用。在这里，我们对待一个给定的垂直（即垂直于轨道平面）大小的电子束团的情况下，我们以前的工作与线束相互作用的垂直位移的测试粒子的一般化。事实上，由于具有垂直范围的束总是可以被认为是位移电荷线的叠加，因此该问题的所有相关物理方面都包括在该简单模型的研究中。我们的推广结果在物理上有意义的和定量的解释得到的模拟代码$TraFiC^4$，以及在成功的交叉检查的代码。
2003-04-09 physics.acc-ph
Laser-driven bunch compression for ultrashort free-electron laser pulses
本文在自由电子激光FLASH上演示了基于激光线性包络能量调制的电子束团压缩方案，可产生飞秒级超短电流尖峰，结合传统技术能实现可变间隔双尖峰，为自由电子激光器灵活单双脉冲运行提供新途径。
2025-08-20 physics.acc-ph
Ultimate bunch length and emittance performance of an MeV ultrafast electron diffraction apparatus with a DC gun and a multi-cavity SRF linac
提出了一种基于直流光电子枪和具有多个独立控制的加速和聚束腔的SRF直线加速器的高重复频率MeV能量超快电子衍射仪的设计。该设计是基于现有的康奈尔光电注入器，它可以很容易地应用到所提出的研究结果。使用粒子跟踪模拟结合多目标遗传算法优化，我们探索最小的束长度，发射度，和探针光斑尺寸可实现的。我们目前的结果为两个频闪条件（单电子每脉冲）和$10^5$电子/束，这可能是适合于单次拍摄衍射图像。在频闪的情况下，由多腔聚束和加速提供的灵活性允许纵向相空间线性化而无需更高次谐波场，从而在样品处提供亚fs聚束长度。鉴于低发射率光电发射条件下，这些小束长度可以保持与探针的横向尺寸在一微米尺度和以下。在每个脉冲$10^5$电子的情况下，我们模拟了最先进的5D亮度条件：均方根聚束长度为10 fs，归一化发射度为3 nm，同时现在允许重复频率高达1.3 GHz。最后，为了帮助设计新的基于SRF的UED机器，我们模拟了所使用的腔的数量和可实现的聚束长度和发射度之间的权衡。
2022-02-28 physics.acc-ph
Bunch evolution study in optimization of MeV ultrafast electron diffraction
兆电子伏超快电子衍射（UED）是一种很有前途的超快过程检测工具。衍射像的质量取决于探测束团的横向演化。本文采用椭球分布的平均场模型和粒子跟踪模拟，研究了MeV UED方案中发射度和空间电荷效应对束团演化的影响。小的横向尺寸的驱动激光器被发现是关键的，以提高倒数分辨率，利用更小的发射度和更大的横向聚束尺寸的螺线管之前。空间电荷效应引起的倒空间分辨率的降低应加以小心控制。
2014-01-07 physics.acc-ph
A Single Shot, Sub-picosecond Beam Bunch Characterization with Electro-optic Techniques
在过去的十年中，加速器中的电子束长度已经急剧减少到几皮秒\cite{Uesaka94,Trotz97}的范围。测量这些短束的长度以及纵向轮廓已经成为许多机构\cite{Uesaka97,Liu97,Hutchins00}的研究课题。其中一种技术是利用双折射晶体附近的电子通过所产生的电场来改变其光学特性。然后，可以使用成熟的电光技术来测量电子聚束的时间特性。在本文中，我们提出了一种新的，非侵入性的，单次拍摄的方法，以提高分辨率几十飞秒，使亚毫米束长度可以测量。
2001-10-17 physics.acc-ph
Determination of few femtosecond to attosecond electron bunch durations using a passive plasma lens
本文提出一种基于无源等离子体透镜引起电子束发散度时变特性的非侵入式测量方法，实现了几飞秒至阿秒级电子束持续时间的精确重建，适用于尾场加速器及具有啁啾的电子束。
2025-06-30 physics.acc-ph
Flexible multi-bunch-length operation for continuous-wave x-ray free-electron lasers
本文提出在束团压缩器中采用偶极子-冲击器组合，实现连续波XFEL设施中逐束团灵活调节电子束团长度，并通过上海高重频XFEL参数的端到端模拟验证了其在不同波荡器线路上同时支持自放大自发辐射与外种子型FEL运行的可行性。
2024-04-30 physics.acc-ph
A Field-Enhanced Conduction-Cooled Superconducting Cavity for High-Repetition-Rate Ultrafast Electron Bunch Generation
高重复率亮电子束团源有着广泛的应用。它们可以直接用作电子散射装置中的探针，或者用作在宽范围的电磁波谱上产生辐射的骨干。本文描述了一种小型亚兆电子伏（sub-MeV）电子源装置的研制，该装置能够在MHz重复频率下工作，形成横向发射度小于20 nm的亚皮秒电子聚束。该装置依赖于传导冷却的超导单电池谐振器，其几何形状被改变以增强发射器表面的场。该系统的设计，以适应冷却使用模型a $2$~W在4.2 K脉冲管无制冷剂制冷机。虽然我们专注于光发射电子束的情况下，该计划可以适应其他发射机制。
2020-12-24 physics.acc-ph
Overview of the Micro-bunching Instability in Electron Storage Rings and Evolving Diagnostics
本文概述电子存储环中微聚束不稳定性的机理及其对束流参数和同步辐射的影响，并探讨逐圈、逐束团诊断技术进步如何深化对该现象的理解，为下一代光源和对撞机提供参考。
2021-06-02 physics.acc-ph
Multi-Dimensional Phase Space Manipulation for Attosecond Electron Bunch Compression
本研究提出一种基于THz驱动线性能量啁啾与多维相空间操控的阿秒电子束团压缩新方法，在MeV超快电子衍射束线中实现了高压缩比、低时间抖动的阿秒电子束，为超快科学及相关加速器应用提供了新途径。
2025-05-18 physics.acc-ph
Bunch Length and Energy Measurements in the Bunch-Compressor of a Free-Electron-Laser
在SwissFEL，束能量分布的完全非侵入性表征可以通过同步辐射监视器（SRM）在可见光下成像来执行，该同步辐射监视器在磁弯道中的电子束的横向轮廓。在SwissFEL注入器非峰值加速条件下，根据一阶泰勒级数展开，电子束的相对能量分布可以通过射频引起的束能量啁啾系数线性地表示为电子纵坐标分布的函数。因此，可以将SwissFEL的磁弯道入口处的电子纵坐标的分布表示为磁弯道的水平面中的分散电子轨迹的分布的函数。机器参数和仪器数据在瑞士自由电子激光可以光束同步采集。因此，可以建立SRM相机图像的分析结果与由注入器的rf参数引起的束能量啁啾的线性系数之间的逐镜头相关性。最后，考虑到磁弯道的压缩因子，在磁弯道的出口处的电子聚束长度可以表示为由SRM成像的电子束的水平尺寸的函数。将介绍在瑞士自由电子激光装置的第一个磁弯道的SRM进行束长测量。
2019-05-20 physics.acc-ph
Tailoring of an Electron-Bunch Current Distribution via Space-to-Time Mapping of a Transversely-Shaped Photoemission-Laser Pulse
超快时间尺度的时间成形电子聚束被预见为支持一系列应用，包括开发基于小足迹加速器的相干光源或作为探针，例如，超快电子衍射我们展示了一种方法，其中通过从横向图案化的激光分布的光电发射产生的横向分段的电子聚束被转换成具有调制的时间分布的电子聚束。实质上，所提出的变换使得能够将光阴极表面上的横向激光分布映射到时间坐标，并且提供了W. S.格雷夫斯等人，作为实现紧凑相干X射线源的途径，尽管在更大的时间尺度上。所提出的实验验证对数值模拟和多功能性的概念，例如，调整电流分布参数，展示。虽然我们的工作集中在电子束的产生安排作为一个时间梳，它是适用于其他时间的形状。
2019-09-26 physics.acc-ph
On the Evolution of Ion Bunch Profile in the Presence of Longitudinal Coherent Electron Cooling
在存在纵向相干电子冷却的情况下，循环离子束团的线密度分布的演化可以用一维Fokker-Planck方程描述。我们表明，在没有扩散的情况下，1-D方程可以解析地解决一定的依赖冷却力的同步辐射振幅。对于更一般的情况下，任意扩散，我们解决了1-D福克-普朗克方程的数值解和数值解进行了比较，从宏观粒子跟踪的结果。
2019-05-08 physics.acc-ph
Bunch Shaping in Electron Linear Accelerators
现代电子直线加速器通常被设计成产生以其宏观系综平均矩为特征的平滑聚束分布。然而，越来越多的加速器应用要求对射束分布进行更精细的控制，例如，通过要求其沿着一个坐标的投影具有特定形状。最终，在单粒子水平上控制束流分布可以为加速器科学带来新的机遇。这篇综述讨论了最近的进展，控制电子束分布的“介观”尺度上的重点成形的光束或引入复杂的相关性所需的一些应用。本文重点介绍了基于有界外电磁场或通过与自生速度场和辐射场相互作用的电子束团成形方法的实验和理论发展。
2021-10-31 physics.acc-ph
Observation of Coherently-Enhanced Tunable Narrow-Band Terahertz Transition Radiation from a Relativistic Sub-Picosecond Electron Bunch Train
我们实验证明的窄带（$δf/f \simeq20$ %在$f\simeq 0.5$太赫兹）太赫兹跃迁辐射的可调谐频率超过[0.37，0.86]太赫兹的生产。辐射产生的亚皮秒相对论电子束团的训练在铝转换器屏幕的真空铝界面的过境。我们还展示了一个可能的应用调制光束扩展的动态范围的一个流行的聚束长度诊断技术的基础上的光谱分析的相干辐射。
2011-04-19 physics.acc-ph
Stimulated excitation of an optical cavity by a multi-bunch electron beam via coherent diffraction radiation process
利用超导直线加速器实现的高重复频率低发射度短束团电子束，研究了太赫兹波段光腔的受激激发。电子束穿过腔镜上的小孔而没有被破坏。当扫描腔的往返长度时，观察到通过相干衍射辐射指示宽带受激发射的尖锐共振结构。
2018-07-17 physics.acc-ph
Micro-Bunched Beam Production at FAST for Narrow Band THz Generation Using a Slit-Mask
我们讨论了在费米实验室加速器科学与技术（FAST）设施上产生窄带太赫兹辐射的微聚束的模拟和实验。FAST低能电子束线由一个基于光注入器的射频电子枪、两个L波段超导加速腔、一个减速弯和一个束流收集器组成。为了获得更好的纵向分离，腔相位偏离波峰使电子聚束延长，然后在弯道中安装狭缝掩模使电子聚束微聚束。我们用30 MeV的电子束进行了实验，并在弯道中使用斜四极磁铁检测微聚束信号。在本文中，详细介绍了微聚束的产生，微聚束的检测和与模拟的比较。
2018-07-11 physics.acc-ph
Space Charge Effects in Bunch Shape Monitors
利用相干变换将分析束流的时间结构变换为线靶发射的低能次级电子的空间结构的束团形状变换的操作和参数受所研究的束流特性的影响。聚束的电磁场干扰次级电子的轨迹，从而导致相位分辨率的降低和相位读取的误差。另一个效应是由于聚束引起的导线中的电流以及由于次级电子的电流补偿发射而引起的目标电势的扰动。给出了仿真的方法、模型和结果。
2000-08-17 physics.acc-ph
Demonstration of cascaded modulator-chicane micro-bunching of a relativistic electron beam
我们目前的实验结果表明，第一次成功的演示级联微聚束计划。采用两个串联的调制器-减速弯预聚束器和一个高功率中红外激光种子，将52 MeV电子束调制成一列与外部驱动激光器相位锁定的尖锐微聚束训练。这种结构允许将强锥形反自由电子激光（IFEL）波荡器中捕获的电子的分数增加到96%，其中高达78%的粒子加速到最终设计能量，与经典的单聚束器方案相比产生了显著的改进。这些结果代表了基于激光的纵向相空间操纵的一个关键进展，并在高梯度先进加速以及在高峰值和平均功率相干辐射源中找到应用。
2017-08-17 physics.acc-ph
Compression of High-Charge Electron Bunches
费米实验室的A0光电注入器可以产生高电荷（10-14 nC）低发射度（12 nC时为20 pi mm-mrad）的电子聚束。我们已经进行了最佳压缩条件的研究。在9单元捕获腔中的非峰值加速度引起能量-时间相关性，该能量-时间相关性由压缩机弯道（4个偶极子）旋转。聚束长度的测量使用条纹相机图像的光学过渡辐射。我们目前的测量在各种条件下，包括激光脉冲长度的影响（2 ps西格玛高斯与10 ps FWHM平顶）。迄今为止，最好的压缩是针对13.2 nC聚束，其中sigma = 0.63 mm（1.89 ps），其对应于2.8 kA的峰值电流。
2000-08-21 physics.acc-ph
Observation of Relativistic Electrons Deflection by a Bunch Coulomb Field
根据E.L.根据Feinberg关于半裸电子态可能性的观点，在{γ^2 λ/c}的时间范围内，电子可能处于非平衡库仑场状态，其中γ是电子的洛伦兹因子，c是光速，λ是相对论电子库仑场傅里叶展开中某一频率对应的波长，如果这种非平衡库仑场具有空间不对称性，相对论性电子可以被其自身的库仑场偏转。对于{γ^2 λ/c= 1 m}，当电子以粒子数Ne=10^8聚成束时，我们可以在宏观模式下观察到这种效应。本文介绍了电子束团的非对称非平衡库仑场偏转电子束的实验观察。实验是在托木斯克理工大学的相对论电子束加速器上进行的。
2011-12-08 physics.acc-ph
Multi-bunch generation by thermionic gun
KEK-ATF正在研究未来直线对撞机的低发射度多聚束电子束。在ATF中，采用电子枪产生20束团的电子束，束团间距为2.8ns。由于电子枪发射的畸变和聚束系统中的束加载效应，每个束的强度在注入器的端部不均匀高达40%。我们已经开发了一个系统，以纠正枪发射精确控制阴极电压与函数发生器。针对束流加载效应，我们在次谐波聚束器（SHB）上引入了射频幅度调制。通过这些技术，束团强度的均匀性得到了改善，后面的束团的透射率从67%恢复到91%，但前五束团的强度仍然低于其他束团。
2001-03-23 physics.acc-ph
Formation of Temporally Shaped Electron Bunches for Beam-Driven Collinear Wakefield Accelerators
利用慢波结构或等离子体工作的束流驱动共线尾场加速器（CWA）在减小当代加速器尺寸方面具有很大的前景。在CWA中，带电粒子向高能量的可持续加速依赖于使用具有高度不对称的峰值电流分布和大能量啁啾的场生成相对论电子聚束。提出了一种新的方法来获得这样的束，并说明了粒子跟踪模拟支持的加速器设计。它已被证明，所需的粒子分布在纵向相空间中，可以得到没有准直器，给CWAs的就业机会，在应用中需要高重复率的操作。
2021-01-19 physics.acc-ph
Micro-bunching for generating tunable narrow-band THz radiation at the FAST photoinjector
本文介绍了费米实验室FAST（Fermilab Accelerator Science and Technology）电子注入器中使用狭缝掩模产生的微聚束电子束发射的THz辐射谱。我们的目的是在传统的光注入器中用一个简单的方案产生可调谐的窄带太赫兹辐射。在弯道处使用狭缝掩模，通过在具有水平色散的位置处横向切割能量啁啾的电子聚束，在弯道后产生纵向微聚束。本文讨论了微聚束结构、束流光学、微聚束的模拟结果和聚束因子的相关理论。计算并比较了相干跃迁辐射和摇摆器两种辐射源在太赫兹频率下的辐射能量。我们还讨论了一个简单的方法来观察微聚束上的横向屏幕监视器使用的斜四极放置在弯道的结果。
2018-11-12 physics.acc-ph
Generator-Invertor-Dumper System of Electron (Positron) Bunches Moving in Cold plasma for Development of Strong Accelerating Electric Field
结果表明，在具有一定密度的冷等离子体中运动的电子（正电子）束团系统中，可以获得高的加速梯度。这些组合的聚束系统不会在它们后面产生尾流场，并且可以以周期性的顺序穿过等离子体柱。在一维方法中进行了数值和解析的考虑，（当其横向尺寸大于等离子体波长时，可以应用于有限系统，除以$2π$）。以典型参数的阿贡尾场加速器和感应直线加速器为例，讨论了通过测量预测的能量增益进行实验检验的可能性。
1997-01-13 physics.acc-ph
Impact of local bunching factors in single-pass THz free electron lasers
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器中心）
本文研究了THz自由电子激光中局部束团因素的影响，发现电流剖面主导初始束团因素，比射频噪声高多个数量级，并通过模拟验证了其重要性。
2025-12-04 physics.acc-ph
High-charge relativistic electron bunches from a kHz laser-plasma accelerator
我们报告了在几毫焦耳的近单周期激光脉冲在千赫重复率的共振气泡制度的电子尾场加速。使用非常紧密的激光脉冲与微尺度超音速气体射流的聚焦，我们证明了一个稳定的相对论性电子源，每脉冲高达24 pC/射击的高电荷。相应的平均电流为24 nA，使该千赫兹电子源适用于各种应用。
2017-11-17 physics.acc-ph
Femtosecond compression dynamics and timing jitter suppression in a terahertz-driven electron bunch compressor
利用短平行板结构中的准单周期强场THz辐射，首次实现了动能为2.5 MeV的几fC相对论电子束的THz驱动聚束压缩和定时稳定.压缩近3倍产生了39 fs rms的聚束长度，并将定时抖动减少了2倍以上，达到31 fs rms，为超快电子衍射等应用提供了显著的光束性能改善。这种太赫兹驱动的技术提供了一个关键的一步，前所未有的时间分辨率在超快科学和其他加速器应用使用飞秒尺度的电子束。
2019-06-07 physics.acc-ph
Electron Bunch Train Excited Higher-Order Modes in a Superconducting RF Cavity
基于高阶模（HOM）的腔内束流诊断方法在超导射频（SRF）加速器中得到了有效和方便的应用。我们最近的研究表明，束团训练激发HOM谱中的束谐波，其具有比本征HOM峰高得多的信噪比，也可以用于束诊断。本文介绍了我们在北京大学直流同步辐射场（DC-SRF）光注入器和同步辐射场（SRF）直线加速器上进行的关于束团训练激发高阶矩的理论模型和实验研究。
2016-08-12 physics.acc-ph
Selfacceleration of Electrons in One-dimensional Bunches, Moving in Cold Plasma
用多尺度微扰方法研究了一维超相对论电子束团在冷等离子体中运动的非线性动力学。取聚束电子的逆洛伦兹因子的平方根作为小参数。在一级近似下，束团电子动量发生了变化，在欠密等离子体中，对于组合束团的模型例子，束团电子的自加速是显著的。
1996-09-10 acc-phys physics.acc-ph
Direct observation of spatio-temporal dynamics of short electron bunches in storage rings
在最近的同步辐射装置中，使用短（皮秒）电子聚束是产生太赫兹相干同步辐射（THz CSR）巨脉冲的有效方法。在这里，我们报告的第一次直接观察这些脉冲形状与几皮秒的分辨率，他们的动态在很长一段时间。因此，我们以非常直接的方式证实了预测两个物理过程之间相互作用的理论。在一个临界聚束电荷下，我们观察到一个训练相同的太赫兹脉冲（宽带太赫兹梳）源于电子聚束的短。在这个阈值以上，很大一部分的发射是由漂移结构，这是通过自发自组织出现。通过使用最近开发的具有高灵敏度的光子时间拉伸探测器，这些具有挑战性的单次太赫兹记录成为可能。实验已在SOLEIL储存环上实现。
2016-07-27 physics.acc-ph
Generation of Relativistic Electron Bunches with Arbitrary Current Distribution via Transverse-to-Longitudinal Phase Space Exchange
本文提出了一种剪裁相对论电子束团电流分布的一般方法。该技术依赖于最近提出的方法来交换的纵向相空间发射度的横向发射度之一。该方法包括横向成形束，然后通过横向到纵向相空间交换束线将其横向轮廓转换为电流轮廓。我们表明，它是可以定制的电流分布遵循，在原则上，任何所需的分布。我们证明，通过计算机模拟，该方法的应用，以产生可调间距和线性斜坡电流分布的微聚束列车。我们还简要探讨了该技术的潜在应用。
2010-07-26 physics.acc-ph
Sub-5-fs compression and synchronization of relativistic electron bunches enabled by a high-gradient $α$-magnet and low-jitter photoinjector
本文提出并实验验证了一种利用高梯度α磁铁和低抖动光电注入器，首次实现亚5飞秒电子束团压缩与同步的新方法，开辟了超快束流控制新领域。
2025-08-05 physics.acc-ph
