Spatial Coherence of Synchrotron Radiation
R. Coisson, S. Marchesini
简要介绍了同步辐射光束空间相干性的理论和测量方法。重点是简单的电子束特性和光束的远场特性之间的关系。
Theory and measurement of spatial coherence of synchrotron radiation beams are briefly reviewed. Emphasis is given to simple relationships between electron beam characteristics and far field properties of the light beam.
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Spatial coherence of synchrotron radiation degraded by grating monochromators
本文在统计光学框架下建立理论模型，研究同步辐射中光栅单色仪对X射线空间相干性的退化作用，并分析不同聚焦与传播条件下光栅参数的影响。
Synchrotron radiation representation in phase space
亮度的概念在几何光学中被有效地表达为相空间中的光线密度。维格纳在量子力学中引入了他著名的分布，作为相空间中量子系统的准概率密度。自然地，同样的形式体系可以用来表示光，包括所有的波动现象。它提供了一个自然的框架，辐射传播和光学匹配，通过转移熟悉的'行李'的加速器物理（β函数，发射度，相空间变换等）。到同步辐射。本文详细介绍了维格纳分布的许多属性，并提供了如何使用它使物理上有见地的描述部分相干同步辐射在相空间的例子。
Coherence properties of focused X-ray beams at high brilliance synchrotron sources
提出了一种描述部分相干X射线聚焦光束特性的解析方法。该方法是基于统计光学的结果，并给出了光束的大小和横向相干长度在任何距离后的光学元件。特别是，在这里我们考虑高斯谢尔模型光束和薄的光学元件。讨论了聚焦元件的非相干和完全相干照明的极限情况。光束定义孔径的效果，通常用于在同步辐射源，以提高横向相干性的聚焦元件相结合，也进行了详细分析。以PETRA Ⅲ同步辐射光源为例，分析了复合折射透镜焦区的相干特性。
Analysis of Coherence Properties of 3-rd Generation Synchrotron Sources and Free-Electron Lasers
基于统计光学的结果，本文用一般的理论方法分析了第三代同步辐射光源和X射线自由电子激光（XFEL）的横向相干特性。在不同的距离从一个等效的高斯谢尔模型源的波场的相关特性进行了计算。该模型被用来描述在同步加速器储存环PETRA III的五米波荡器源的相干特性。在XFEL源的情况下，分解成独立传播的横模的统计字段的总和用于分析这些新的源的相干特性。对欧洲XFEL SASE-1波荡器的参数进行了详细的计算。结果表明，只有少数模式的贡献显着的总辐射场的源。
Understanding transverse coherence properties of X-ray beams in third generation Synchrotron Radiation sources
本文描述了波动辐射横向相干特性的理论。我们的研究是非常实际的相关性，因为它产生特定的预测波荡器辐射交叉谱密度在光束线的各个部分。与此相反，通常的相干性估计假设波荡器源是准均匀的，像热源，并依赖于应用的van Cittert-Zernike（VCZ）定理，在其原始或广义的形式，计算横向相干长度在远场近似。VCZ定理是在统计光学的框架下使用一些限制性假设导出的：特别是，准均匀假设在关于波荡器源的许多实际情况下被证明是不准确的。我们提出了一种技术来计算交叉谱密度从波荡器源在最一般的情况下。此外，我们发现准均匀模型的适用范围，我们提出了一个解析表达式的交叉谱密度是有效的波荡器的出口。对于更一般的波荡器源的情况下，简单的公式的横向相干长度，内插从数值计算和光束线的设计applications. Finally，使用一个简单的垂直狭缝，我们展示了如何横向相干特性的X射线光束可以被操纵，以获得一个更大的相干光斑尺寸的样品。本发明几乎完全是基于贯穿本文的理论思想而设计的。
Coherence properties of the high-energy fourth-generation X-ray synchrotron sources
我们对发射度为10 pmrad的第四代高能储存环的相干特性进行了分析。目前预期具有这些低发射度值的储存环将在硬X射线下达到衍射极限。用XRT软件和解析方法对500 eV到50 keV的不同光子能量的相干特性进行了模拟。结果表明，在这种储存环上达到的最小光子发射率（衍射极限）为λ/2π。使用模式分解，我们表明，在这项工作中考虑的存储环的参数，衍射极限将达到软X射线能量为500 eV。在12 keV光子能量下，大约有10种模式对辐射场有贡献，在更高的光子能量下，甚至有更多的模式对辐射场有贡献。详细分析了低发射度储存环中电子束的能散效应。在从零到0.2%的不同相对能量扩展值下进行模拟。我们观察到的相对能量扩展值的增加的相干度的降低。我们的分析表明，要达到衍射极限的高光子能量的电子束流发射度应该下降到1 pmrad和以下。
Characterization of Spatial Coherence of Synchrotron Radiation with Non-Redundant Arrays of Apertures
提出了一种从单个衍射图样中表征软X射线辐射的空间相干性的方法。该技术是基于从狭缝的非冗余阵列（NRA）的散射和记录的空间相干性的程度，在几个相对间隔从1到15微米，同时。利用NRA测量了PETRA III同步加速器储存环XUV X射线束线P04处X射线束的横向相干性随不同束流参数的变化。为了验证NRA获得的结果进行了额外的杨氏双针孔实验，并显示出良好的一致性。
Spontaneous and Stimulated Synchrotron Radiation from Relativistic Electrons in Ion Channel
研究了离子通道中电子的自发发射和受激发射。研究了等离子体扭摆器强度参数较大时高次谐波产生区的辐射过程。与传统的自由电子激光一样，在这种状态下产生类似同步加速器的宽带光谱。导出了自发发射辐射谱的渐近表达式。分析了轴对称单能电子束的辐射谱。计算了离子通道同步辐射激光器的增益。讨论了利用激光产生的离子通道来有效地产生X射线。
Transverse coherence properties of X-ray beams in third-generation synchrotron radiation sources
本文介绍了波荡器辐射源空间相干性的完整理论。目前的相干特性的估计往往假设波荡器源是准均匀的，像热源，并依赖于应用范西特-泽尼克定理计算的程度的横向相干。当处理第三代光源时，这样的假设是不够的，因为电子束的垂直（几何）发射度与跨越四个数量级（从0.1埃到10^3埃）的非常宽的光谱间隔中的辐射波长相当或甚至小得多。有时，在统计光学中广泛用于描述部分相干源的所谓高斯-谢尔模型被用作准均匀模型的替代。然而，正如我们将证明的那样，该模型未能正确地描述来自非均匀波荡器源的X射线束的相干特性。因此，需要进行更严格的分析。我们提出了一种技术，统计光学和傅立叶光学的基础上，明确计算的交叉谱密度的波荡器源在最一般的情况下，在任何位置后的波荡器。我们的理论，使一致使用无量纲分析，允许相对容易的治疗和物理理解的参数空间的许多渐近线，连同它们的适用范围。特别强调的是渐近的情况下，水平发射度远大于辐射波长，垂直发射度是任意的。这种情况实际上与第三代同步辐射源有关。
Statistical Optics approach to the design of beamlines for Synchrotron Radiation
本文分析了电子束束流发射度对波荡器辐射经光学系统成像的影响。一方面，利用同步辐射成像受统计光学定律支配。另一方面，广泛使用的高斯壳模型不能用来描述第三代同步辐射源X射线光束的相干特性。因此，需要对相干特性进行更严格的分析。我们提出了一种技术，明确计算的交叉谱密度的波荡器源，我们随后通过光学成像系统传播。首先，我们专注于一个理想的镜头的情况下，一个非限制性的瞳孔孔径。我们的理论，这使得一致使用无量纲分析，也允许治疗和物理理解的参数空间的许多渐近线，连同它们的适用范围。特别强调的是渐近的情况下，当水平发射度远大于辐射波长，这是相关的第三代同步辐射源。波荡器辐射特性（即，十维积分）的第一原理计算接着减少到解析函数与特定于波荡器辐射源的通用函数的一维卷积。我们还考虑了存在像差和限制光瞳孔径的非理想透镜的成像问题，这将卷积的维数从1增加到3。特别是，我们强调的情况下，在观察平面的强度可以作为一个卷积的脉冲响应函数和强度从一个理想的镜头。
A new method to suppress high-order harmonics for synchrotron radiation soft x-ray beamline
提出了一种在软X射线波段抑制变线距平面光栅单色器高次谐波的简便可行的方法。相关的计算和实验表明，通过改变出射臂长参数，略微减小夹角，可以显著提高光纯度。该方法适用于北京同步辐射装置（BSRF）4B7 B光束线探测器定标实验。
Synchrotron radiation of dissipative solitons in optical fiber cavities
本文用解析法和数值方法研究了孤立子振荡结构色散波的新的共振发射。导出了辐射的共振条件，并证明了预测的共振与数值模拟中观察到的谱线完全匹配。讨论了辐射的复杂反冲效应对孤子动力学的影响。
Coherent emission of $γ$ quanta by synchrotron radiation excited nuclei: geometry of nearly backward scattering
考虑了进一步发展$^{57}$ Fe 14.4 keV同步穆斯堡尔源的可能性。SMS装置的原理和详细描述在参考文献中给出。A 84，053851（2011）G. V.Smirnov等人，J.Synchrotron Rad.，V. 19，559（2012）V.Potapkin等人，硼酸铁的完美晶体，FeBO $_{3}$，是该装置的中心元件。在同步辐射的照射下，IB晶体的相干核荧光产生了14.4keV穆斯堡尔辐射的锐定向光束。到目前为止，低角散射几何结构用于产生相干$γ$辐射。本文的分析表明，当采用近后向散射几何结构时，可以获得大约两倍大功率的源。这一结果可有效地应用于利用同步辐射发展高分辨率光谱学。
Synchrotron radiation of higher order soliton
我们证明了高阶孤子的辐射机制。高阶孤子在演化过程中发出多色辐射，导致出现多峰频率梳状谱带。该带的形状和光谱位置可以通过三阶色散的相对强度来有效地控制。数值模拟完全证实了分析描述。这种辐射和运动电荷的辐射之间的类比。对于较长的脉冲，所描述的效果也持续下的高阶扰动，如拉曼和自陡峭的作用。
Spectral phase interferometry for direct electric-field reconstruction of synchrotron radiation
利用光谱相位干涉直接电场重建技术（SPIDER）对同步辐射光源波荡器中相对论电子产生的紫外和极紫外电场进行了测量。具有移相器的串联波荡器产生具有一定延迟的一对波长移位的波包。利用在超短脉冲表征中广泛应用的SPIDER算法对两个波包的干涉图进行了分析。结果，重建了10个周期的方形电场。该波形对应于由10个周期的永磁体组成的波荡器加速的电子的辐射。
Variational Principle for Spontaneous Wiggler and Synchrotron Radiation
在Hilbert空间理论的框架内，我们发展了一个适用于相对论电子束或其它经典电流源的经典自发电磁辐射的最大“功率”变分原理（MPVP）。对三维光场在真空中传播的情形给出了一个简单的证明，并讨论了对傍轴光学这一重要情形的特殊化。这些技术已经被开发来模拟来自相对论电子束的波荡器辐射，但更广泛地适用于同步加速器或其他辐射问题，并且可以推广到某些结构化介质。我们用一个简单的，主要是分析的例子，涉及自发波荡器辐射（需要一些额外的近似），以及一个主要是数值的例子，涉及x射线产生通过高次谐波产生序列波荡器的应用
New interferometric aperture masking technique for full transverse beam characterization using synchrotron radiation
针对可见光干涉法需多次旋转测量才能重建束流的问题，本文提出受天文方法启发的多孔径掩模干涉技术，可单次采集完成二维横向束流重建，并在ALBA光源验证。
Polarisation of THz synchrotron radiation: from its measurement to control
同步太赫兹辐射的偏振分析进行了一个标准的拉伸聚乙烯偏振器，并揭示了线性偏振（水平）组件的贡献高达22 +/- 5%的圆偏振同步辐射提取的镀金镜与水平狭缝插入附近的弯曲磁铁边缘。与理论预测的比较表明，定性匹配的优势边缘辐射。测试了由商业丙烯酸树脂3D打印出的栅格偏振器的偏振器功能，并且显示出二向色比DR > 1和< 1的光谱区域，这意味着分子和/或应力诱导的各向异性的重要性。金属涂层3D打印THz光学元件可以在THz光束的强度和偏振控制中找到一系列应用。
Femtosecond Resolution Experiments at Third-Generation Light Sources: a Concept Based on the Statistical Properties of Synchrotron Radiation
本文介绍了一种新的概念，可见泵/X射线探针/慢探测器的实验，可以在第三代同步辐射光源进行。我们提出了一种技术，将允许时间分辨率高达飞秒的能力，以恢复从长（100 ps）的X射线探测脉冲。可见泵浦脉冲必须与所需的时间分辨率一样短。所提出的泵浦-探测方案的工作原理基本上是基于同步辐射的统计特性。这些特性在统计光学中作为完全混沌的偏振光的特性而众所周知。我们的技术利用的事实是，对于任何同步加速器光束存在一些特征时间（相干时间），它决定了随机波动的时间尺度。软X射线同步辐射光在单色器出口处的典型相干时间为飞秒。用泵浦脉冲制备激发态，然后用探测脉冲将其投射到最终离子态上。第一个感兴趣的统计量是在同步辐射脉冲期间检测到的光电子数目的方差。所关心的统计定义在一个合奏的同步辐射脉冲。从一组作为相干时间（与单色带宽成反比）的函数测量的方差，有可能重建飞秒动力学过程。
Prospects for studying vacuum polarisation using dipole and synchrotron radiation
真空偏振效应的测量，特别是真空双折射，使用组合的光学和X射线激光脉冲，现在积极追求。在这里，我们简要地研究了两种替代设置的可行性。第一个使用另一种目标，即会聚偶极脉冲，第二个使用另一种探针，即高能粒子的同步加速器样发射，它们本身与激光脉冲相互作用。后一种设置已被提议用于ELI-NP的实验。
Laser-heating-based active optics for synchrotron radiation applications
主动光学由于其对X射线波前的校正能力，引起了同步辐射研究人员的极大兴趣。在这里，我们报告了一种新的和有效的技术，用于校正或调制基于激光加热引起的热膨胀的反射镜表面轮廓。表面热变形响应特性的实验研究表明，毫瓦激光的功率产生的凸点高度低至亚纳米级，和光斑尺寸的变化调制的响应函数宽度有效。此外，激光加热技术的自由曲面调制的能力是通过表面校正实验证明。所开发的方法是一种很有前途的新方法，对有效的X射线有源光学耦合在波长计量技术。
THz near-field nanoscopy employing coherent synchrotron radiation
展示相干同步辐射可用于散射型近场扫描光学显微镜，在25-55 cm-1范围内实现60 nm分辨率的THz成像与光谱实验，并支持25-4000 cm-1超宽带纳米表征。
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