LUX -- A Laser-Plasma Driven Undulator Beamline
LUX光束线是一种新型的激光等离子体加速器。基于汉堡大学和DESY的联合专业知识，光束线经过精心设计，将激光等离子体加速方面的最新专业知识与加速器技术和光束诊断方面的最新进展相结合。LUX引入了一种范式变化，从单发演示实验转向可用，稳定和可控的加速器操作。在这里，我们讨论了LUX的一般设计概念，并提出了最近已经实现的第一个关键里程碑，包括在重复频率高达5 Hz的能量高于600 MeV的电子束的产生和自发波荡器辐射的产生在远低于9 nm的波长。
2018-01-23 physics.acc-ph
Channeling of Positrons through Periodically Bent Crystals: on Feasibility of Crystalline Undulator and Gamma-Laser
本文讨论了超相对论正电子在晶体波荡器中沟道产生的电磁辐射。晶体波荡器是一种晶体，其平面以远大于面间距的幅度周期性地弯曲。建立了晶体波荡器操作要满足的各种条件和标准。介绍了晶体弯曲的不同方法。本文给出了晶体波荡器中发射的自发辐射的光谱分布的数值计算结果，并与自由电子激光类似地讨论了在这种系统中产生受激发射的可能性。一个仔细的文献调查，包括制定在这一领域的所有基本思想。我们的研究表明，该机制提供了一个高能量光子的有效来源，这是值得实验研究。
2004-03-16 physics.acc-ph
Progress on Experiments towards LWFA-driven Transverse Gradient Undulator-Based FELs
自由电子激光（FEL）被认为是激光尾场加速器（LWFA）的重要应用。已经发现，从最先进的LWFAs离开的电子聚束呈现出与常规直线加速器中的那些相当的归一化的6维束亮度。由于极端的初始条件，特别是在光束发散度和能量扩散方面，有效地利用基于LWFA的自由电子激光的这种有益的光束特性是具有挑战性的。目前正在探索几种不同的方法，用于捕获，整形和匹配LWFA光束，以适合波荡器，如聚束减压或横向梯度波荡器计划。在这篇文章中，横向梯度波荡器的概念将讨论与最近的实验成果的重点。
2017-12-13 physics.acc-ph
Ultra-bright Coherent Undulator Radiation Driven by Dielectric Laser Accelerator
介质激光加速器，工作在光学频率和GHz的脉冲速率，预计产生阿秒电子束团与一个中等的束流在高能量。对于相对论电子，阿秒束团的空间长度为几纳米，非常适合在真空紫外、极紫外和X射线光谱中产生高亮度的超辐射。研究表明，在0.1 ~ 3 keV光子能量范围内，即使介质激光加速器的束流功率比同步加速器的束流功率低100万倍左右，由束流电荷数为1~10 fC的短束流驱动的相干波荡器辐射的亮度也与同步加速器相当或更高。当比较下的亮度被归一化为电子束功率时，所提出的相干波荡器辐射源成为地球上跨越整个VUV、EUV和软X射线光谱的最亮的源。
2022-08-08 physics.acc-ph physics.optics
Feasibility of an electron-based crystalline undulator
通过超相对论电子在周期性弯曲晶体中的平面沟道效应，证明了在光谱的伽马区域中产生强有力的波荡器型单色辐射的可行性。结果表明，基于电子的晶体波荡器比基于正电子的晶体波荡器工作在更高的束流能量范围内。对50GeV电子在Si中沿（111）晶面的沟道效应进行了数值分析。
2006-11-01 physics.acc-ph
Laser-plasma accelerator based single-cycle attosecond undulator source
激光等离子体加速器（LPAs）产生高质量的电子束，提供了将自由电子激光（FEL）的尺寸减小到只有几米的机会。本文提出了一个完整的基于自由电子激光技术的系统，该系统由一个LPA、两个波荡器和其他磁性器件组成。该系统能够产生载波包络相位稳定的阿秒脉冲。数值模拟结果表明，在30 ~ 120 nm波长范围内，脉冲能量可达60 nJ，脉宽为90 ~400阿秒。这些脉冲可用于研究物质中的超快场驱动电子动力学。
2017-08-30 physics.acc-ph physics.optics
Photon emission by ultra-relativistic positrons in crystalline undulators: the high-energy regime
本文讨论了高能正电子在周期性弯曲晶体中平面沟道时所产生的波荡器辐射。我们证明，建设的正电子能量为10 GeV及以上的波荡器是唯一可能的，如果考虑到辐射能量损失。波荡器辐射的频率取决于粒子的能量。因此，在晶体通过期间粒子的能量的降低应导致波荡器辐射状态的破坏。然而，我们证明，它是可能的，以避免破坏性的影响的辐射损失的波荡器辐射的频率通过适当的变化的晶体通道的形状。我们还讨论了一种方法，通过这种方法，我们认为，有可能制备具有所需通道特性的晶体。
2001-09-18 physics.acc-ph
Photon emission by ultra-relativistic positrons in crystalline undulators: the high-energy regime
本文讨论了周期性弯曲晶体中平面沟道过程中高能正电子发射的波荡器辐射。我们证明，建设的正电子能量为10 GeV及以上的波荡器是唯一可能的，如果考虑到辐射能量损失。波荡器辐射的频率取决于粒子的能量。因此，在晶体通过期间粒子的能量的降低应导致波荡器辐射状态的破坏。然而，我们证明，它是可能的，以避免破坏性的影响的辐射损失的波荡器辐射的频率通过适当的变化的晶体通道的形状。我们还讨论了一种方法，通过这种方法，我们认为，有可能制备具有所需通道特性的晶体。
2001-09-18 physics.acc-ph
Laser Driven Ultra-compact Undulator for Synchrotron Radiation
激光尾流场加速器已成为紧凑型同步辐射甚至x射线自由电子激光的一个有前途的候选者。目前，为了使电子发射电磁辐射，激光尾场加速电子的轨迹被横向尾场、反向传播激光场或外部永磁体插入装置偏转。在这里，我们提出了一种新型的波荡器，它具有几百微米的周期和几十特斯拉的磁场。波荡器由一个双线电容线圈靶组成，当被高能激光照射时，该靶维持强放电电流，产生围绕线圈轴的螺旋磁场。将该波荡器与最先进的激光尾场加速器耦合，可以同时产生能量范围为5-250 keV的超亮准单色X射线，并与基于永磁体的波荡器相比，优化了自由电子激光参数和增益长度。这个概念可能为超小型同步辐射甚至x射线自由电子激光铺平道路。
2019-03-13 physics.acc-ph
Comment on "Feasibility of an electron-based crystalline undulator"
Tabrizi等人[physics/0701342]讨论了基于电子的晶体波荡器（e-CU）通过50 GeV电子通过周期性弯曲晶体的平面沟道的可行性。我们证明他们的方案是不可行的。首先，它们的波荡器参数总是K >> 1，这破坏了光子干涉。其次，他们高估了e-CU中的电子退散长度一个数量级，这将e-CU周期的数量N从5-15（正如他们所希望的那样）缩短到1-2。这再次扼杀了他们的e-CU概念。首次模拟了起伏晶体中的电子沟道效应，得出了摇摆器强度K=10，周期数N=2的电子基晶体摇摆器是可行的。
2007-12-23 physics.acc-ph
Experimental Study For The Feasibility Of A Crystalline Undulator
我们提出了一个想法，创造一个晶体波荡器，并报告其第一次实现。硅晶体的一面通过金刚石刀片被赋予周期性的微划痕（沟槽）。由于给定的周期性图案的表面划痕的晶体变形的X射线测试已经示出，在晶体的划痕表面和相对的（未划痕的）面上都观察到正弦形状，即，周期性正弦变形穿过晶体的主体。这为在晶体波荡器中引导高能粒子的实验开辟了可能性，晶体波荡器是一种新型的紧凑型辐射源。
2002-08-07 physics.acc-ph
A Benchmark Construction of Positron Crystal Undulator
正电子晶体波荡器（CU）的优化处理。概述了保证正电子铜辐射最大强度和最小谱宽的途径。我们声称，3 - 4%的最小CU谱宽度达到了几个GeV的正电子能量和CU中的晶体平面的最佳弯曲半径范围从3到5个临界弯曲半径的通道粒子。以下建议的方法的基准正电子CU建设的设计和它的功能说明使用模拟方法广泛测试的实验数据。
2015-02-23 physics.acc-ph
Recent progress in high-temperature superconducting undulators
本文综述高温超导波荡器最新进展，重点介绍 Re-Ba-Cu-O 块材交错阵列原型的强磁场短周期性能，并分析其在同步加速器和 FEL 中的工程化前景与挑战。
2025-03-13 physics.acc-ph
Spontaneous and stimulated undulator radiation by an ultra-relativistic positron channeling in a periodically bent crystal
讨论了晶体波荡器中正电子沟道产生的辐射。波荡器是通过周期性地弯曲一个振幅远大于晶面间距的单晶而产生的。不同的方法来弯曲的晶体进行了描述和弯曲的参数的限制进行了讨论。本文还对自发辐射进行了数值计算，并估计了产生受激发射的条件。我们的研究表明，该机制可能是一个有趣的高能光子源，值得进行实验研究。
2001-09-18 physics.acc-ph
From Simulation to Fabrication: Realizing Silicon Crystalline Undulators with Silicon Nitride Stressor Layer Patterning
INFN, Sezione di Ferrara（意大利国家核物理研究所费拉拉分部）；CNR - IMM, Bologna（意大利国家研究委员会材料研究所博洛尼亚分部）；Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；INFN, Laboratori Nazionali di Legnaro（意大利国家核物理研究所莱尼亚罗国家实验室）；Università degli Studi di Ferrara（费拉拉大学）；MBN Research Center, Frankfurt（MBN研究中心）
本研究通过应力层图案化技术，结合有限元仿真优化，成功制造了硅晶体波动器，实现了亚毫米周期均匀变形，可产生5-15 MeV伽马光子，验证了其作为高性能辐射源的可行性。
2026-10-02 physics.acc-ph
Crystalline Undulator with a Small Amplitude and a Short Period
晶体波荡器是具有周期性弯曲晶面的单晶。如果超相对论性带电粒子通过这样的晶体，它们会发出波荡器类型的硬辐射。提出了一种晶体波荡器，其弯曲振幅小于弯曲平面之间的距离，弯曲周期小于沟道振荡的周期。因此，相信这样的弯曲参数范围不适合于晶体波荡器。这一观点遭到驳斥。实际上，具有小振幅和短周期的波荡器远远优于先前提出的波荡器。它需要低得多的光束能量来产生相同频率的光子。此波荡器允许较大有效数目的波荡器周期。据预测，它发出强烈的波荡器辐射的前向方向具有窄的光谱分布和较低和较软的背景。波荡器效应被认为是正电子和电子束。然而，使用正电子是优选的，因为它们使得能够获得具有较低背景的较高强度的波荡器辐射。
2013-03-26 physics.acc-ph physics.optics
Interplay and specific features of radiation mechanisms of electrons and positrons in crystalline undulators
我们预言了超相对论性正电子和电子在周期性弯曲晶体中辐射的光谱分布随弯曲振幅的变化而发生的特殊变化。结果表明，这些变化对射弹能量敏感，对带负电和带正电的射弹表现不同。我们表明，观察到的功能是由于不同的辐射机制发生在周期性弯曲晶体的相互作用。这些观测结果对于以周期性弯曲晶体为关键元件的新型光源的设计、实际实现和沟道实验具有重要意义。提出的分析是基于沟道过程的精确数值模拟的理由。
2018-10-09 physics.acc-ph
Photon Emission from Charged Particles Moving in Undulators Placed in a Photonic Crystal
研究了电子束通过波荡器作用下的光子晶体的光子辐射规律。结果表明，由于波荡器辐射与参量辐射（准切伦科夫辐射）之间的干涉，辐射强度随时间的变化呈现振荡特性。
2013-06-11 physics.acc-ph physics.optics
The impact of experimental conditions on the observation of channeling and crystalline undulator radiation
Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas, University of Havana (InSTEC-UH)（哈瓦那大学应用技术和高等科学研究院）；European Synchrotron Radiation Facility（欧洲同步辐射装置）；MBN Research Center（MBN研究中心）
本文研究了855 MeV电子在定向钻石异质晶体中发射的辐射，分析了掺杂分布对通道化和晶格undulator辐射的影响，通过MBNExplorer软件模拟并验证了实验结果。
2026-04-30 physics.acc-ph
Total spectrum of photon emission by an ultra-relativistic positron channeling in a periodically bent crystal
我们提出的沟道和波荡器辐射产生的超相对论正电子沟道沿晶面，这是周期性弯曲的数值计算结果。弯曲可能是由于横向声波通过晶体的传播，或者由于超晶格中发生的静态应变。周期性弯曲的晶体用作波荡器。我们研究了普通沟道辐射和波荡器辐射的强度对周期弯曲沟道参数的依赖关系，同时考虑了正电子的去沟道效应。我们证明，有一个范围内的参数，其中波荡器辐射占主导地位的沟道和两种类型的辐射的特征频率是很好地分离。这个结果是重要的，因为波荡器辐射可以用于创建X射线和伽马辐射的可调谐源。
2001-09-18 physics.acc-ph
Simulation of the electron coherent radiation process in a crystalline undulator
当高能电子在晶体中沿一个晶面运动时，可能出现平面沟道现象，即粒子在由晶面的连续电势形成的沟道中运动。这种粒子在晶体中的运动对大多数粒子来说是守恒的，甚至对原子晶面的弱弯曲也是如此。在文献[1-3]中，考虑了在这种器件中沟道电子辐射的过程。结果表明，在这种情况下，晶体中的粒子的辐射光谱包含与通道中的通道粒子的振荡周期和晶面弯曲周期相关的最大值。在文献[4]中，考虑了具有大的晶面弯曲幅度的晶体波荡器中的辐射过程。在这种情况下，穿过晶面的粒子的轨迹接近于直线。这使得在一级近似下考虑粒子与晶场相互作用中的辐射过程成为可能。该文件论证了在辐射中显示相干和干涉效应导致高辐射强度的可能性。考虑到粒子散射中的非相干效应，导致粒子从亚势垒到势垒以上态的相互跃迁，反之亦然。对这种情况下的辐射过程进行分析，可以采用数值模拟的方法进行。本文是在文献[5]中提出的直接晶体辐射过程模拟方法的基础上发展起来的。本文给出了在不同的平面弯曲振幅下，晶体波荡器中1和10 GeV电子辐射的模拟结果。计算在辐射理论的偶极近似下进行，并考虑了辐射中的反冲效应。
2017-11-28 physics.acc-ph
An accelerator scenario for hard X-ray free electron laser joint with high energy electron radiography
为了研究材料的动态响应和流体动力学的物理机制，提出了一种可应用于硬X射线自由电子激光和高能电子照相的加速器方案。该加速器主要由12 GeV直线加速器、波荡器分支和eRad束线组成。为了同时利用XFEL和eRad对样品的动力学行为进行现场和实时的表征，直线加速器必须能够在相同的工作模式下对两种束流进行加速。结合真空和锥形技术，波荡器分支可以在42 keV的0.1%带宽内产生超过1 E11个光子/脉冲。最后，提出了1：10比例的eRad放大光束线作为扩大视场和密度识别能力的重要补充工具。
2016-01-25 physics.acc-ph
Electron channeling experiments with bent silicon single crystals -- a reanalysis based on a modified Fokker-Planck equation
在60 $μ$ m厚、弯曲半径为0.15 m的硅单晶中，在超相对论电子的（111）沟道处观察到一个令人惊讶的小的去沟道长度。实验在3.35和14 GeV之间的束流能量在先进加速器实验测试设施（FACET在SLAC，美国）进行。本文指出，在平面晶体中引入晶体弯曲后，用修正的Fokker-Planck方程可以很好地再现小的退相干长度。受这一结果的鼓舞，人们重新考虑了在美因茨微电子MAMI进行的（110）硅波荡器晶体的实验。用修正的Fokker-Planck方程得到的结果表明，所观察到的相当低的波荡器峰值强度源自于在波荡器的弯曲部分中电子的退相干长度的强烈减小。基于修正的Fokker-Planck方程导出的标度律揭示了电子基波荡器作为$X$ -和$γ$ -射线区域中可能的辐射源的优化参数。
2020-04-11 physics.acc-ph
Strained Layer Crystalline Undulator
超相对论性带电粒子在周期性弯曲晶面的晶体中被引导时，会发出波荡器型的硬电磁辐射。最近提出的晶体波荡器的弯曲振幅小于弯曲平面之间的距离和弯曲周期短于沟道振荡的周期是远远优于以前提出的。同时，从技术角度来看，它更具挑战性，因为它的弯曲周期必须在亚微米范围内。结果表明，适当改变锗含量的硅锗混晶可以具有必要的弯曲参数。此外，预计它是稳定的，对失配位错。
2017-08-24 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph
Ultra-compact attosecond X-ray free-electron lasers utilizing unique beams from plasma-based acceleration and an optical undulator
基于加速器的X射线自由电子激光（XFEL）是21世纪革命性发现工具的最新成员。XFEL的两个主要组成部分是加速器产生的电子束和磁波荡器，它们往往是更大规模的长和昂贵的。在这里，我们提出了一个超紧凑的计划，以产生10秒的阿秒X射线脉冲与几个GW的峰值功率利用一个新的方面的自由电子激光不稳定性使用高度啁啾，预聚束和超亮电子束从基于等离子体的加速器与光学波荡器相互作用。电子从高啁啾和预聚束的组合中的自选择导致阿秒X射线脉冲的稳定产生。此外，通过调整电子束的能量分布，可以产生具有亚飞秒间隔的双色阿秒脉冲，使得多个FEL共振发生在束内的不同位置处。这种可调谐的相干阿秒X射线源可能会开辟一个新的阿秒科学领域，使X射线阿秒泵浦/探测技术成为可能。
2023-02-17 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Recent Progress in the Theory of the Crystalline Undulator
如果一个超相对论带电粒子在一个具有周期性弯曲晶面的单晶中形成通道，它会发出波荡器类型的硬电磁辐射。由于其物理原理与普通（磁性）波荡器相似，这种装置被称为晶体波荡器。最近开发的一种新的蒙特卡罗程序ChaS使得详细模拟周期性弯曲晶体中的粒子沟道和辐射发射成为可能。根据最近的研究结果，低于1 GeV的电子束能量足以观察周期性弯曲晶体中的波荡器效应。对于弯曲周期短于沟道振荡周期且弯曲振幅小于平面沟道宽度的晶体波荡器，得到了更令人兴奋的结果。这种晶体波荡器远远优于先前提出的。它允许大的有效数量的波荡器周期。因此，预测在前向方向上发射强烈的波荡器辐射。一个狭窄的波荡器峰被视为正电子和电子束。然而，使用正电子是更期望的，因为在这种情况下，波荡器辐射的强度较高，而背景较低。
2013-03-20 physics.acc-ph physics.comp-ph physics.ins-det
Radiation from multi-GeV electrons and positrons in periodically bent silicon crystal
一个周期性弯曲的硅晶体被证明是有效地用于产生高单色辐射的伽马射线能谱范围。一个短周期的小幅度弯曲产生狭窄的波荡器型光谱峰值辐射从多GeV电子和正电子通道通过晶体。基准理论结果的波荡器上得到的模拟沟道与一个完整的原子的方法，在宏观传播距离的弹丸-晶体相互作用。采用MBN Explorer软件包进行中尺度、生物尺度和纳米尺度的分子动力学计算，有助于模拟。超相对论沟道射弹的辐射是在准经典形式下计算的。由于量子反冲的影响被证明是显着突出的伽马射线波荡器辐射。
2014-05-26 physics.acc-ph
Total energy losses due to the radiation in an acoustically based undulator: the undulator and the channeling radiation included
本文研究了超相对论带电粒子在横向声波作用下沿周期性弯曲晶面沟道的辐射能量损失。在这样的系统中，有两种基本机制导致光子发射。第一种是普通的沟道辐射。这种辐射是由于颗粒在通道中的横向振荡运动而产生的。第二种是声致感应辐射。这种辐射是由于声波产生的粒子轨迹的周期性弯曲而发射的。在我们的工作中描述的一般形式主义是适用于计算的总辐射损失占两种辐射机制的贡献。我们分析了这两种机制在不同的振幅和长度的声波和能量的弹丸粒子的相对重要性。我们建立的范围内的弹丸粒子的能量，其中的总能量损失是小的LiH，C，Si，Ge，Fe和W晶体。这一结果对于确定射弹粒子能量区域是重要的，在该区域中可以有效地产生波荡器类型的声感应辐射以及受激光子发射。后者的影响已在我们以前的作品中描述。
2001-09-18 physics.acc-ph
Crystal Undulator As A Novel Compact Source Of Radiation
具有周期性变形晶面的晶体波荡器（CU）能够偏转具有与1000 T的等效磁场相同强度的带电粒子，并且可以提供亚毫米范围内的相当短的周期L。我们提出了一个想法，创建一个CU，并报告其第一次实现。硅晶体的一面通过金刚石刀片被赋予周期性的微划痕（凹槽），周期为1 mm。晶体变形的X射线测试表明，正弦形状的晶面穿过晶体的主体。这为在CU中引导高能粒子的实验开辟了可能性，CU是一种新型的紧凑辐射源。第一个实验的光子发射在CU已经开始在LNF与800兆电子伏的正电子，旨在产生50千电子伏的波荡器光子。
2003-06-20 physics.acc-ph physics.ins-det
Coherent radiation of an ultra-relativistic charged particle channeled in a periodically bent crystal
提出了一种新型的波荡器辐射，它是由超相对论粒子沿周期性弯曲晶面或晶轴传播产生的。电磁辐射主要是由于粒子轨迹的弯曲而产生的，粒子轨迹遵循通道的形状。该波荡器的参数完全限定辐射（自发辐射和受激辐射）的光谱和角分布，其取决于晶体和晶面（轴）的类型、射弹的类型及其能量以及弯曲通道的形状，并且因此可以通过改变这些特性而显著地改变。作为一个例子，我们考虑的声感应辐射（AIR），这是由超相对论粒子在一个晶体，这是弯曲的横向声波通道产生的。AIR机制允许使波荡器的主要参数在宽范围内变化，这在基于周期性磁场中以及激光辐射场中的粒子运动的波荡器中是不可接近的。可以容易地使AIR的强度大于线性晶体中的辐射强度，并且可以通过改变晶体中声波的频率和振幅而在宽范围内变化。本文还讨论了产生高能光子（keV-MeV）的受激发射的可能性。
2001-09-18 physics.acc-ph
Cascade self-seeding scheme with wake monochromator for narrow-bandwidth X-ray FELs
到目前为止，已经提出了三种不同的方法来从基线XFEL波荡器产生高度单色的X射线：（i）具有布拉格反射几何中的四晶体单色器的单束团自播种方案;（ii）具有布拉格反射几何中的四晶体单色器的双束团自播种方案;（iii）具有尾流单色器的单束团自播种方案。最后一种方案的X射线光学设计的独特元素是使用布拉格透射几何中的单晶的X射线的单色化。这种方法的一个很大的优点是单色器不引入X射线的路径延迟。这一事实消除了需要一个长的电子束旁路，或创建两个精确分离的，相同的电子聚束，在其他两个自播种计划所需的。在其最简单的配置中，自籽晶XFEL由单色器分隔的输入波荡器和输出波荡器组成。在某些实验情况下，这种最简单的双波荡器配置不是最佳的。显而易见的和技术上可能的扩展是使用三个或更多个由单色器分开的波荡器的设置。这种放大-单色化级联方案在性能上的区别在于晶体的热负荷小和输出辐射的光谱纯度高。本文介绍了这种叶栅自引射方案。我们目前的可行性研究和欧洲XFEL的SASE 2线的范例。
2010-06-10 physics.acc-ph
Planar channeling of 855 MeV electrons in a boron-doped (110) diamond undulator -- a case study
本研究利用 CVD 方法制备硼掺杂金刚石波荡器，通过 MAMI 加速器 855 MeV 电子束进行平面沟道实验并结合模拟计算，虽未观测到波荡器峰但确定了最佳观测角，同时散射分布实验揭示了单晶相干散射抑制与再沟道现象。
2024-11-12 physics.acc-ph
Acoustically induced radiation of a charged particle channeling in a crystal
本文提出了一种新的辐射（声致感应辐射- AIR），它是由超相对论粒子在晶体中沿被横向声波弯曲的晶面（或晶轴）沟道而产生的。AIR机制允许使波荡器具有基于周期性磁场中以及激光辐射场中的粒子的运动在波荡器中不可接近的特性。AIR的强度可以容易地大于线性晶体中的辐射强度，并且可以通过改变声波的频率和振幅在宽范围内变化。
2001-09-17 physics.acc-ph
Channeling and radiation of electrons and positrons in diamond hetero-crystals
我们数值分析了超相对论电子和正电子在直金刚石单晶衬底上生长的周期性弯曲金刚石晶体中的辐射和沟道特性。这样的系统可以被称为异质晶体，它们是用于实现晶体波荡器的实验实现的样品之一。我们指出，在这样的系统中，射弹的沟道和辐射特性对射弹粒子能量以及射束传播方向敏感，即对粒子束是从衬底侧还是从周期性弯曲的晶体侧进入晶体敏感。所作的预测对新型晶体波荡器的设计和实际实现具有重要意义。
2021-01-28 physics.acc-ph
A simple method for controlling the line width of SASE X-ray FELs
本文介绍了一种新的单束团自注入方案，用于从基线XFEL波荡器产生高度单色的X射线。以前的方案利用布拉格几何中的四晶体固定出口单色器。在这样的单色器中，X射线脉冲获得厘米长的路径延迟，这必须被补偿。对于单束团自播种方案，这需要长的电子束旁路，这意味着基线波荡器配置的修改。为了避免这个问题，最近提出了一种基于特殊的光注入器设置的双束团自播种方案。在方差，在这里，我们提出了一种新的时域单色化的方法，利用一个单晶的传输方向，从而避免了额外的路径延迟的X射线脉冲的问题。该方法可以使用时间窗口技术来实现，仅需要用于电子聚束的磁延迟。所提出的设置非常简单，仅由两个简单的元件组成。它们是水晶和短磁弯道，它自己完成三项任务。它为晶体安装创建偏移，它去除在第一波荡器中产生的电子微聚束，并且它充当用于时间窗口的延迟线。使用安装在基线波荡器中的短磁弯道内的单晶，可以将辐射的带宽降低到远超过XFEL设计的10 E-5。磁弯道的安装不会扰动波荡器聚焦系统，并且不会干扰基线操作模式。我们目前的可行性研究和欧洲XFEL的SASE 2线的范例。
2010-04-23 physics.acc-ph
The influence of the dechanneling process on the photon emission by an ultra-relativistc positron channeling in a periodically bent crystal
我们调查，分析和数值计算，退散过程的影响，产生的超相对论正电子沿晶面，这是周期性弯曲通道的波荡器辐射的参数。弯曲可能是由于横向声波通过晶体的传播，或者由于超晶格中发生的静态应变。在任何一种情况下，周期性弯曲的晶体用作允许产生X射线和伽马辐射的波荡器。我们提出的计划，准确的定量治疗的辐射存在的dechanadine。该方案包括（i）以退散长度为参数的谱角分布的解析表达式，（ii）正电子在周期性弯曲晶体中退散过程的模拟过程。利用这些，我们计算了5 GeV正电子沟道在Si，Ge和W晶体中的去沟道长度，以及波荡器在宽范围内的光子的光谱角和光谱分布。计算进行了各种参数的通道弯曲。
2001-09-18 physics.acc-ph
Channeling of Charged Particles Through Periodically Bent Crystals: on the Possibility of a Gamma Laser
本文讨论了晶体波荡器中正电子沟道产生的辐射。波荡器是通过周期性地弯曲一个振幅远大于晶面间距的单晶而产生的。不同的方法来弯曲的晶体进行了描述，并建立了对弯曲的参数的限制。本文给出了自发辐射谱分布的数值计算结果，并估计了产生受激发射的条件。我们的研究表明，该机制提供了一个高能量光子的有效来源，这是值得进行实验研究。
2001-09-18 physics.acc-ph
Parameters for a 30 GeV Undulator Test Facility in the FFTB/LCLS
的参数为30 GeV的测试光束概述使用的FFTB隧道中的LCLS最终将被安置在一个波荡器。有人建议使用SLAC直线加速器和阻尼环在其目前的操作模式PEP II注入，其中30 GeV的光束也提供了10赫兹的FFTB。在直线加速器中增加第二束团压缩器可以获得高峰值电流。为了使束流压缩器中的同步辐射引起的发射度增长最小化，有必要将新的束流压缩器定位在线性加速器的低能端，就在阻尼环之后。束流压缩器是LCLS弯道式束流压缩器的复制品。这种测试光束将为测试LCLS波荡器部分提供令人兴奋的可能性，并提供独特的高亮度非相干X射线源，并开始开发LCLS实验站。该设施还将作为一个急需的加速器测试台，用于生产，诊断和调整非常短的束流，为LCLS在光注入器调试后做准备。
2001-04-14 physics.acc-ph
Narrowband gamma-ray radiation generation by acoustically driven crystalline undulators
本文提出了一种利用压电换能器周期性调制硅单晶的声学晶体波荡器方案，通过超相对论正电子束在弯曲晶格中产生可调谐的窄带MeV级伽马射线辐射，模拟验证了其可行性。
2024-10-15 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph
RF System Upgrades to the Advanced Photon Source Linear Accelerator in Support of the Fel Operation
S波段直线加速器是粒子源和先进光子源注入器的前端，现在也被用来支持低能波荡器测试线（LEUTL）和驱动自由电子激光（FEL）。更严格的射频稳定性要求的自由电子激光器已导致在努力确定的来源的相位和幅度的不稳定性和实施相应的升级的射频产生链和测量系统。测试数据和改进实施和计划的描述
2000-08-17 physics.acc-ph
Self-seeded operation of the LCLS hard X-ray FEL in the long-bunch mode
LCLS基线的自播种选项最近进行了研究，使用的方案依赖于布拉格传输几何中的单晶单色器。LCLS低电荷（0.02 nC）的操作模式被认为是为了证明所提出的方案的可行性。来自直线加速器和波荡器真空室的尾场效应在如此低的电荷下大大减小，并且可以忽略。在本文中，我们扩展我们以前的调查的情况下，LCLS模式的操作与名义收费。基于LCLS的开始到结束的电子束电荷为0.25 nC的模拟，并占波荡器真空室的尾场，我们证明了同样最简单的自播种系统（两个波荡器之间的单晶单色器）是适当的，不仅短（几个飞秒）束，但更长的束。
2010-12-16 physics.acc-ph
Influence of bending parameters on crystalline undulator radiation peak stability for 530 MeV positron channelling
University of Kent（肯特大学）；MBN Research Center（MBN研究中心）
研究530 MeV正电子在周期性弯曲C(110)晶体中沟道化时CUR峰值稳定性，用相对论分子动力学模拟量化弯曲参数对CUR峰值强度和位置的影响，结果表明CUR峰值在宽范围参数内稳定，给出辐射对晶体弯曲参数变化敏感性的定量估计。
2026-07-15 physics.acc-ph physics.app-ph physics.atom-ph
Partially Coherent X-Ray Oscilex Radiation from a FEL-Modulated Positron Bunch during Its Planar Channeling in a Crystalline Undulator
研究正电子束在晶体行波中通道化时产生的部分相干振荡辐射，揭示其频率特性及高增益机制。
2025-12-10 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Klystron type X-ray crystal-based Volume Free Electron Laser (XVFEL)
本文提出一种结合波荡器与晶体的速调管型X射线VFEL装置，利用XFEL对电子束密度的空间调制特性，在晶体型X射线VFEL中产生并观察超辐射与诱导辐射。
2024-07-23 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
Radiation of fast positrons interacting with periodic microstructure on the surface of a crystal
本文计算了带电粒子通过单晶表面一组等距脊的辐射。脊的形状为矩形，每个脊的厚度为厚晶体中平面沟道处的粒子轨迹周期的一半。以小于临界沟道角进入第一脊的带正电粒子被捕获到沟道中，并改变其横向速度的方向。在半波脊之间，粒子沿直线运动。通过这样的一组半波晶体板，粒子在准波荡器轨迹上移动。计算了粒子通过这种“多晶体波荡器”时发射的粒子辐射的性质。在每个方向上的辐射光谱是离散的，并且光谱中的第一谐波的频率和谐波的数量取决于板之间的距离、粒子的能量和晶体的原子平面的平均势能。辐射在平均粒子速度的方向上被束缚在一个狭窄的圆锥体上，并且基本上在与晶体的原子平面正交的平面内偏振。
2019-10-16 physics.acc-ph
Novel applications in accelerator science based on bent single crystals
利用弯曲晶体中的粒子沟道效应来控制束流的设想已在许多实验中得到验证和发展。然而，到目前为止，这种束形成方法在应用中具有局限性，因为沟道过程涉及具有低角发散的束粒子，受到Lindhard角的限制。在这里，我们测试在U-70加速器的两个晶体器件，聚焦晶体和多条晶体，扩大了弯曲晶体在加速器的应用范围。
2020-03-27 physics.acc-ph
Testing and Implementation Progress on the Advanced Photon Source (APS) Linear Accelerator (Linac) High-Power S-band Switching System
S波段直线加速器是粒子源，也是先进光子源注入器的前端。此外，它还支持低能波荡器测试线（LEUTL）并驱动自由电子激光（FEL）。目前正在建设一个波导开关和分配系统。对系统配置进行了修订，以便与最近仅电子操作的变更保持一致。现在有六个调制器速调管子系统，其中两个被配置为每个S波段发射机的热备件，因此没有单一的故障将阻止注入器操作。这两个子系统还用于支持额外的LEUTL功能和离线测试。波导开关子系统的设计考虑，拓扑结构的选择，控制和保护规定，高功率测试结果，和目前的状况进行了说明
2000-08-18 physics.acc-ph
Comment on `Radiation from multi-GeV electrons and positrons in periodically bent silicon crystal'
具有小振幅和短周期的晶体波荡器中的电子和正电子通道的模拟（A Kostyuk，Phys.Rev.Lett. 110（2013）115503）由V G Bezchastnov、A V Korol和A V Solov'yov（J. Phys. B：At.摩尔47（2014）195401），但是使用另一计算机代码MBN Explorer，其实现晶体原子的射弹散射的不同模型。后一篇论文的作者声称，他们的方法，与前一篇论文的方法相反，允许他们在模拟轨迹图中观察短周期波荡器振荡。事实上，波荡器振荡在具有小振幅的沟道振荡的轨迹段上变得可见。这对两种方法都是同样正确的。Bezchastnov等人声称他们的模型“更准确”是没有根据的。此外，在他们的计算中有严重错误的迹象：MBN探测器获得的轨迹中的波荡器振荡的相位彼此不一致，并且与强迫振荡的良好特性不一致。
2019-10-27 physics.acc-ph physics.atom-ph physics.comp-ph
Photon emission by an ultra-relativistic particle channeling in a periodically bent crystal
本文详细分析了超相对论带电粒子沿横向声波周期性弯曲的晶面沟道所产生的新型波荡器辐射，以及限制观察这种现象的条件。这种机制使得电磁辐射的产生成为可能，自发的和受激的，在宽范围的光子能量中发射，从X射线到伽马射线。
2001-09-18 physics.acc-ph
Crystal Channelling in Accelerators
晶格可以沿着主要的晶体学方向捕获和引导粒子束。在弯曲的晶体中，有通道的粒子跟随弯曲。这使得一个优雅的技术束转向的弯曲通道晶体，实验证明从3兆电子伏到1 TeV的基础。这种技术在CERN、FNAL、IHEP和BNL的最近研究中得到了大力发展，并且可以在LHC上产生有趣的应用，例如晶体准直使对撞机更干净一个数量级。我们回顾了该领域的最新发展，并展望了未来。
2006-07-30 physics.acc-ph
Device on basis of a bent crystal with variable curvature for particle beams steering in accelerators
最近有人提出在粒子加速器中采用曲率逐渐减小的弯曲单晶代替均匀弯曲单晶来改善循环束的引出和准直。在给定的文件中创建的晶体设备具有可变曲率，实现这一想法进行了说明.告知沿着晶体板的曲率的测量结果。它示出，与发达国家的设备的帮助下，也可以进行高能量束聚焦。提出了这一过程的数学描述。
2012-03-26 physics.acc-ph
Proton Extraction from IHEP Accelerator Using Bent Crystals
自1989年以来，IHEP Protvino率先将弯曲晶体作为高能束中的光学元件，用于永久性的光束提取和偏转。在IHEP实验的过程中，晶体沟道已经发展成为加速器中粒子转向的有效工具，多年来以可预测的、可靠的方式与非常高强度的光束一起工作。基于理论上提出并在IHEP实验上实现的沟道多程机制，晶体系统在1.E12强度下从IHEP主环中提取了70 GeV的质子，效率为85%。今天，IHEP 70-GeV加速器设施主环上的六个位置配备了晶体提取系统，主要用于常规应用而不是研究，并允许同时运行多个粒子物理实验，从而大大丰富了IHEP物理计划。IHEP大规模晶体开发的长期成功历史应有助于将沟道晶体纳入全球加速器系统，以创建独特的束流传输系统。我们报告了IHEP晶体萃取系统的研究和开发的最新结果。
2004-12-23 physics.acc-ph
Optimizing the Bent Crystal Parameters for High-Efficiency Beam Extraction and Collimation in Circular Accelerators
利用弯曲晶体中的沟道效应，确定了圆形加速器中光束引出和准直系统的效率。的提取效率的晶体的几何参数（其长度，厚度和弯曲角度），系统组件的方位角位置，和偏移的隔膜或刮刀的依赖关系。晶体缺陷（非晶层，取向差，和扭转）的系统的效率上的影响被认为是，并提出了他们的公差。结果表明，通过优化晶体参数和系统元件的位置，在2GeV ~ 7 TeV的宽能量范围内，可以获得>95%的提取效率。
2011-08-15 physics.acc-ph
Photonic Crystal Laser Accelerator Structures
光子晶体作为激光驱动的加速器结构具有巨大的应用潜力。光子晶体是以周期性几何形状布置的介电结构。就像具有电子能带结构的晶体固体一样，光子晶体的模式位于一组允许的光子带中。类似地，光子晶体可能表现出一个或多个光子带隙，其中带隙中的频率不能在晶体中传播。因此，光子晶体可以将光模限制在全介电结构中，从而消除了对金属的需要及其在光频率下的特性损耗。我们讨论了几种光子晶体加速器结构的几何形状。光子晶体光纤（PCF）是一种可以在真空中限制光速光模的光纤。二维和三维的平面结构也可以限制这种模式，并且具有额外的优点，即它们可以使用普通的微制造技术（例如用于集成电路的那些技术）来制造。这允许各种可能的材料，以便可以选择具有期望的光学和辐射硬度特性的反射镜。我们讨论了模拟的光子晶体结构的例子，以证明涉及的比例律和权衡，并触及潜在的制造工艺。
2003-06-17 physics.acc-ph
