Systematic Derivation of Reliable Wake Functions for Complex Structures from Mesh-Based Wakefield Simulations
National Central University（中央大学）；National Synchrotron Radiation Research Center（国家同步辐射研究中心）
提出一种基于解卷积的系统方法，从数值计算的尾势中提取可靠尾函数，在矩形介质波导中验证与解析解一致，并应用于非均匀介质结构以减少偏转尾场。
2026-06-26 physics.acc-ph
Longitudinal phase-space manipulation with beam-driven plasma wakefields
提供高亮度束流的紧凑型加速器设施的开发是下一代紧凑型和成本可承受的粒子加速器领域中最具挑战性的任务之一，用于工业、医疗和研究应用的许多领域。特别地，波束纵向相空间成形的能力对于实现高峰值亮度起着关键作用。在这里，我们提出了一种新的方法，允许通过等离子体尾场调谐高亮度光束的纵向相空间。穿过等离子体的电子束驱动大的尾场，该尾场用于操纵沿束本身的粒子的时间-能量相关性。我们的实验表明，这样的解决方案是高度可调的，通过简单地调整等离子体的密度，并可用于打印或删除任何相关的光束。这是一个基本的要求，当处理来自未来等离子体加速器的大部分时间-能量相关的光束。
2019-02-21 physics.acc-ph
Longitudinal Laser Shaping in Laser Wakefield Accelerators
本文研究了激光尾流场加速器中激光与等离子体相互作用过程中尾流激发的能量学。我们发现，尾流振幅和加速效率（Transformer比）可以通过适当的驱动激光脉冲的纵向轮廓的形状最大化。在激光与等离子体相互作用的非线性区域，导出了相应的激光脉冲族。这样的形状通过允许激光脉冲内的均匀光子减速而提供尾流场的大小和效率的理论上限。我们还构建了现实的最佳脉冲形状，可以产生在有限带宽的激光系统。
2000-08-09 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Longitudinally resolved measurement of energy-transfer efficiency in a plasma-wakefield accelerator
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学）；The Cockcroft Institute（科克克罗夫特研究所）；University College London（伦敦大学学院）；Universität Hamburg（汉堡大学）
本文提出利用等离子体与束流相互作用后产生的多余光来非侵入性地测量加速器中局部能量转移效率，最高可达58±3%。
2022-09-14 physics.acc-ph
First emittance measurement of the beam-driven plasma wakefield accelerated electron beam
下一代基于等离子体的加速器可以在厘米距离内将电子束推到GeV能量。由驱动脉冲激发的等离子体确实能够维持巨大的电场，其可以有效地加速拖尾见证聚束，这在多个场合被实验证明。因此，目前研究的主要焦点正在转向实现高质量的束后，等离子体加速。本文介绍了束流驱动等离子体尾流场加速实验，在此实验中，初始预形成的高质量见证束在等离子体中被加速并被表征。在该实验中，加速后的见证光束质量保持在高水平，其中$0.2\%$最终能量扩展和$3.8~μm$在加速后产生归一化的横向发射度。本文首次直接测量了PWFA束流的发射度。
2021-04-09 physics.acc-ph
Indirect Integration of Longitudinal and Transverse Wake Potentials for Unequal Beam Pipes and Arbitrary Beam Velocity
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）
该研究推导了适用于不等束流管道与任意束流速度的纵向和横向尾场势间接积分公式，经数值测试验证了方法的正确性，可用于尾场计算。
2026-09-07 physics.acc-ph
Wakefields of a Beam near a Single Plate in a Flat Dechirper
我们给出了一个短的电子束通过一个平板去斜器的纵向，横向和四点电荷唤醒的公式。
2016-11-29 physics.acc-ph
Analytical Formulas for Short Bunch Wakes in a Flat Dechirper
我们为现实结构开发了轴上和轴外纵向和横向尾流的分析模型，然后将其与数值计算进行比较，通常发现一致性良好。这些解析"一阶"公式近似于纵向尾流和横向尾流斜率原点处的下垂;与早期的"零阶"公式相比，它们的精度有所提高。在使用典型参数的RadiaBeam/LCLS去啁啾器的示例计算中，我们发现与更简单的计算相比，在聚束尾部的能量啁啾中有16%的下降。当横梁从一个排液器段的一个夹爪移动到200 $μ$ m时，可以在30 $μ$ m的长度上实现3 MV的横向反冲差。
2016-03-24 physics.acc-ph
Transition Wake-Fields in Resistive Tube
研究了相对论性点电荷在圆柱形电阻圆管中激发的转捩尾流场。求解了壁面电导率由理想边界条件突变为电阻性边界条件的无限长管道问题。给出了纵向尾流场的解析表达式。
2005-09-01 physics.acc-ph
Effect of a femtosecond-scale temporal structure of a laser driver on generation of betatron radiation by wakefield accelerated electrons
通过利用在相同能量下具有较短持续时间的激光驱动器，可以增加由激光尾场加速电子产生的电子感应加速器辐射的亮度。这种缩短是可能的脉冲压缩后，其非线性自相位调制在薄板。然而，这种方法可能导致相当复杂的飞秒尺度的脉冲时间结构。在这项工作中，数值模拟的结果表明，存在一个基座或预脉冲包含几个或更多的主脉冲能量可以抑制加速过程，并导致较低的能量的加速电子和产生的光子。同时，在主脉冲之后的最佳距离处存在相对长且强的后脉冲可以增强加速电子的振荡并增加电子感应加速器辐射的亮度。
2022-07-08 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Efficient injection of radiation-pressure-accelerated sub-relativistic protons into laser wakefield acceleration based on 10 PW lasers
我们提出了一种混合激光驱动的离子加速方案，使用固体箔和密度定制的背景等离子体的组合目标。在第一阶段，强激光与固体薄膜相互作用中的辐射压加速可产生亚相对论质子束。在第二阶段，该次相对论质子束被进一步加速的激光尾流场驱动的相同的激光脉冲在近临界密度的背景等离子体密度下降的轮廓。在第二阶段开始时，激光波前的传播速度和激发尾场波的相速度被有效地降低。通过沿激光传播方向从临界密度附近逐渐降低背景等离子体密度，尾流在加速质子的同时行进得越来越快。因此，质子和尾流之间的退相被推迟，并且实现有效的尾流场质子加速。这种混合激光驱动质子加速方案可以通过使用峰值功率为10 PW的超短激光脉冲产生多GeV质子束来实现。
2018-06-28 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Longitudinal impedance and wake from XFEL undulators. Impact on current-enhanced SASE schemes
在这篇文章中，我们推导出纵向阻抗和尾流函数的任意波荡器参数的波荡器设置，考虑到有限的横向尺寸的电子聚束。早期的研究考虑的是电子的线密度分布。我们专注于我们的注意力在长波长渐近线（与共振波长相比），在大距离的电子束从波荡器入口相比，超车长度，和大真空室的大小相比，典型的横向尺寸的字段。这些限制定义了一个参数区域的实际应用。我们计算了一个封闭的阻抗和尾流函数，可以在最一般的情况下进行数值计算。这样的表达式使我们能够推导出高斯横向和纵向束团形状的解析解。最后，我们研究了最近提出的电流增强SASE计划（ESASE）的可行性LCLS，以及在我们的近似范围内。本文提出的数值估计表明，阻抗引起的能量扩散是足以严重降低自由电子激光的性能。我们的结论与文献中的结果相反，文献中LCLS情况的尾流计算是在自由空间中给出的，就好像波荡器的存在可以忽略不计一样。
2007-06-15 physics.acc-ph physics.optics
Acceleration and Focusing Electron/Positron Bunches in Plasma-Dielectric Wakefield Accelerator
针对介质尾场加速器的BBU不稳定性问题，提出带真空通道的等离子体填充方案，通过解析与数值模拟验证了体等离子体本征波对束团横向运动的稳定作用及结构的加速性能。
2024-10-31 physics.acc-ph
Dimuon production by laser-wakefield accelerated electrons
我们分析了从激光尾场加速器中产生的高能电子产生的$μ^+μ^-$对。$μ^+μ^-$对在固体厚的高$Z$靶中产生，在电子加速等离子体区域之后。本文给出了目前在LBL TW激光实验\cite{C2}中获得的电子束流的数值估计和今后可能的发展。次级韧致辐射光子引起的反应主导了双μ子的产生。根据我们的估计，能量为1（10）GeV的20 pC电子聚束可以产生大约200（6000）μ子对。所产生的$μ^\pm$可用于研究桌面装置中μ子相关物理的各个方面。这可能被认为是研究激光驱动电子引起的更复杂的基元过程的重要一步。
2009-07-17 physics.acc-ph physics.ins-det
Two-dimensional Stationary Wake Fields in Vortexfree Cold Plasma. I
本文致力于制定的系统的主方程的问题和分析考虑的极限情况下，它有一个精确的解决方案（横向和纵向平坦束，线性近似）。所提出的考虑给出了一些提示，适当的数值计算算法的建设。
1998-02-02 physics.acc-ph
Short-range wakefields generated in the blowout regime of plasma-wakefield acceleration
在过去，由电子束团在等离子体中传播产生的尾场的计算已经在线性近似下进行，其中等离子体扰动可以假设为小的，等离子体运动方程线性化。这种近似在井喷状态下被打破，其中高密度电子驱动器将等离子体电子从其路径中排出，并在其尾流中产生电子空腔。在本文中，我们开发了一种技术，允许计算短距离的纵向和横向尾流所产生的见证一束加速内的空腔。我们的结果可用于研究PWFA和LWFA中的束流加载和见证团的不稳定性。
2017-11-10 physics.acc-ph
Computation of Resistive Wakefields
本文用数值方法计算了圆柱束流管的纵向阻性尾流场，并与已有的近似公式进行了比较。我们认为一个超相对论束穿越圆柱形，金属管的模型，其中壁电导率被认为是第一个独立的和第二依赖于频率，我们展示了如何这些可以简单有效地包括在粒子跟踪模拟。我们还将其扩展到高阶模式和横向尾流。这种全面的处理在现代纳米束加速器的设计中是必要的。
2009-01-07 physics.acc-ph
Radiation Reaction in the Plasma-Based High-Energy Accelerators
在过去的几十年里，由于高功率激光器的进步以及高能粒子束和相对论粒子束的可用性，基于等离子体的加速器取得了巨大的进展。然而，在等离子体尾场中加速的电子（或正电子）受到辐射损失，这通常抑制了束的最终能量增益。本文用试验粒子方法研究了高能等离子体加速器中的辐射反应。详细研究了基于多级激光驱动等离子体尾场加速器和单级质子驱动等离子体尾场加速器的TeV对撞机。结果表明，离轴注入的见证光具有较高的轴向和横向场梯度，对加速粒子的阻尼力较大。质子驱动的等离子体尾场加速电子相比，在多级激光驱动的等离子体尾场加速器中加速的电子损失更少的能量。
2017-12-22 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Asynchronous accelerator with RFQ injection for active longitudinal compression of accelerated bunches
本文描述了一种异步加速器，它的工作原理允许加速质子束的主动纵向聚束压缩，以克服强聚束的空间电荷限制效应。它示出，加速束从一个超导直线加速器可以适应于异步注入的多个选择的超导和异步的加速频率。所提供的新型加速器系统特别适合于加速高达100MeV能量和数百mA平均电流的质子束。
2000-03-08 physics.acc-ph
Emittance preservation of an electron beam in a loaded quasi-linear plasma wakefield
本文研究了短质子束驱动的准线性等离子体尾场中加速高电荷电子束的束流加载和发射度保持问题。所研究的尾流场的结构类似于长的调制质子束，例如AWAKE质子驱动器。我们表明，通过适当地选择电子束参数和利用两个众所周知的效果，束加载的尾流场和充分吹出的等离子体电子的加速束，电子束可以获得大量的能量与窄的最终能量扩展（%-水平），没有显着的发射度增长。
2017-10-13 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Design criteria for a beam-driven resonant passive transverse deflector for longitudinal beam diagnostics
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器研究所）
提出一种无需外部射频源的束流驱动谐振无源横向偏转器设计准则，利用尾场零交叉实现高时间分辨率纵向诊断，在European XFEL布局中实现约33 fs分辨率。
2026-06-24 physics.acc-ph
Experimental Study of Wakefields Driven by a Self-Modulating Proton Bunch in Plasma
实验研究了等离子体中高度相对论性质子束团自调制时的纵向和横向尾流场。我们发现尾波场的增长和振幅随着种子振幅的增加以及等离子体中的质子束团电荷的增加而增加。我们研究横向尾场使用的最大半径的质子束分布测量屏幕上下游的等离子体。我们通过外部注入电子并测量其最终能量来研究纵向尾场。测量结果与理论和数值模拟预测的趋势一致，验证了我们对自调制发展的理解。实验是在先进尾场实验（AWAKE）的背景下进行的。
2020-07-09 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Temporal evolution of longitudinal bunch profile in a laser wakefield accelerator
由于其超短的持续时间和峰值电流在kA范围内，激光尾场加速电子束团是有前途的驱动器，用于超快X射线产生的紧凑型自由电子激光器（FEL），汤姆逊散射或电子感应加速器源。在这里，我们提出了第一个单次拍摄，高分辨率的测量的纵向聚束轮廓，而无需事先假设的聚束形状。我们的方法允许复杂的功能，如多束结构，被检测。改变气体目标的长度，从而改变加速长度，使得能够评估加速过程期间的聚束轮廓演变。我们发现一个最小的聚束持续时间为4.2 fs（半高全宽），拍摄到拍摄的波动为11%均方根。我们的研究结果表明，激光能量耗尽后，从激光驱动的粒子驱动的尾场发生的过渡，与二次聚束的注入。由此产生的双聚束结构可能作为一个优雅的方法，驾驶员见证型实验，即允许一个非失相限制加速的二次聚束在等离子体加力阶段。
2014-06-25 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Numerical study on femtosecond electro-optical spatial decoding of transition radiation from laser wakefield accelerated electron bunches
本研究针对激光尾场加速电子束的渡越辐射电光空间解码开展数值模拟，对比详细与简化模型的渡越辐射成像及电光信号生成过程，验证了简化模型的精度与一维模型的快速分析适用性，可助力三维电子电荷密度测量。
2023-08-23 physics.acc-ph
Trapping, Compression and Acceleration of an Electron Bunch in the Nonlinear Laser Wakefield
本文提出并考虑了一种激光尾场加速方案，即当激光脉冲前有一束相对稀少的长束非相对论性或弱相对论性电子时。本文研究了在一维尾流场和三维激光尾流场中等离子体通道中测试电子的运动。结果表明，聚束被捕获，有效地压缩在纵向和横向方向上，并加速到超相对论能量的尾场的第一个加速最大值的区域。加速的聚束具有比等离子体波长小得多的尺寸和相对小的能量扩展。
2001-10-09 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Spectrum bandwidth narrowing of Thomson scattering X-rays with energy chirped electron beams from laser wakefield acceleration
研究了超短激光脉冲与激光尾流场加速电子束之间的非相干汤姆逊散射。研究了加速电子束的能量啁啾对最终辐射谱带宽的影响。研究发现，当电子被加速到退相点附近时，散射X射线辐射具有最小的谱宽和最高的强度。此外，还提出利用$90^\circ$汤姆逊散射研究尾流场中电子的加速过程。从散射光的强度和带宽可以推导出退相位置和光束能量啁啾。
2013-12-21 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
Imaging with GeV muons produced via laser-wakefield-accelerated electrons
Extreme Light Infrastructure - Nuclear Physics（极轻基础设施-核物理）；Faculty of Physics, University of Bucharest（布加勒斯特大学物理学院）
本研究利用激光尾场加速电子产生的GeVμ子束，通过μ子成像探测器在长达42米的实验装置中测量束流轮廓并成像，结合蒙特卡洛模拟验证，首次实现了人工激光驱动μ子束主导的成像。
2026-09-25 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Longitudinal Single Bunch Instability Study on BEPCII
为了研究BEPCII单束团纵向不稳定性，在正电子环上进行了束团拉长现象的实验研究。根据Gao的理论对实验数据进行了分析，得到了束团的纵向损耗因子。此外，总的唤醒电位和束流阈值的估计。
2013-04-10 physics.acc-ph
Direct observation of plasma waves and dynamics induced by laser-accelerated electron beams
等离子体尾波场加速技术是一种新型的加速技术，在粒子对撞机和光源领域都有很好的应用前景。然而，迄今为止，PWFA的研究仅限于全球少数大型加速器设施。在这里，我们提出的第一个结果，等离子体尾场产生使用电子束加速与100 TW级钛：萨激光。由于它们的超短持续时间和高电荷密度，激光加速电子聚束适合于驱动电子密度在$10^{19}$ cm $^{-3}$数量级的等离子体波。我们捕获的光束诱导的等离子体动力学与飞秒分辨率使用几个周期的光学探测，除了等离子体波本身，我们观察到一个独特的横向离子运动在其踪迹。这种以前未观察到的现象可以解释为作用在离子上的等离子体波的有质动力，导致在许多皮秒内等离子体密度的调制。由于等离子体尾流场产生的标度律，在高等离子体密度下使用强流激光加速电子束获得的结果可以容易地标度到低密度系统。因此，激光驱动的PWFA实验可以作为其更大的传统同行的微型模型。此外，我们的研究结果为新一代激光驱动PWFA铺平了道路，这可能会在紧凑的设置中提供超低发射率光束。
2018-10-28 physics.acc-ph
Spatiotemporal THz emission from radial and longitudinal wakefields by copropagating chirped lasers in magnetized rippled plasma
University of Tehran（德黑兰大学）
研究通过FBPIC模拟探讨了共传播啁啾激光脉冲在磁化不规则等离子体中激发径向和纵向射频场的时空演化及其在太赫兹辐射生成中的作用，发现啁啾、脉冲持续时间和等离子体密度显著影响射频场振幅和相干性。
2026-04-27 physics.acc-ph physics.comp-ph physics.optics
Analytical energy spectra and wake effects for relativistic dielectric laser accelerators
介质激光加速器（DLA）是一个先进的概念，更紧凑的加速器。DLA光栅具有在光学波长范围内的孔径和周期长度。因此，相稳定性和尾场效应对于即将进行的相对论电子实验至关重要。为此，我们提出了一种方法来分析计算能谱与测量比较，以重建注入到DLA光栅结构的相位。了解注入阶段对于校准和解释测量数据都很重要。此外，我们估计的影响，尾场的聚束相干加速在DLA。我们正在计算的能谱影响的纵向尾流的分析描述数值计算和偏心注入电子束的横向踢的估计。
2019-11-19 physics.acc-ph
Wake potentials and impedances of charged beams in gradually tapering structures
本文提出了一种计算超相对论光束通过缓变圆截面轴对称几何结构（如转捩）的几何尾场和阻抗的解析方法。与以前的分析方法不同，我们的方法考虑了梁的任意纵向剖面，并允许详细的扰动调查阻抗作为频率的函数。我们比较我们的方法的结果与数值模拟使用代码ECHO和确定的参数，其中有很好的协议与渐近分析的准确性。
2009-11-21 physics.acc-ph
Simulation studies for dielectric wakefield programme at CLARA facility
短的高电荷电子聚束可以在电介质衬里结构中驱动高幅度的电场。电子聚束与该场的相互作用具有几个应用，包括高梯度介质尾流场加速（DWA）和被动束操纵。提出的模拟提供了一个前奏的开始在达雷斯伯里实验室的ADEA加速器的实验DWA计划。该计划的主要目标是：可调谐产生的太赫兹辐射，横向尾流的影响的理解，并设计一个decirper的CATERA自由电子激光。纵向和横向相空间演化的计算与Impact-T和VSim支持这两个目标。
2017-12-11 physics.acc-ph
Wakefield regeneration in a resonantly driven plasma accelerator
针对等离子体加速器亮度受重复率和单次电荷量限制的问题，提出利用驱动束团列周期性加载尾场消除能量转移限制，通过AWAKE方案模拟验证，仅用部分驱动列实现加速电荷量翻倍以提升亮度。
2025-02-12 physics.acc-ph physics.plasm-ph
9 GeV Energy Gain in a Beam-Driven Plasma Wakefield Accelerator
在1.3m长的电子束驱动等离子体尾场加速器中，电子束获得了9 GeV/粒子的最大能量。在光谱峰中加速的电荷量为28.3 pC，均方根能量扩展为5.0%。平均加速电荷和能量增益每粒子的215杆数据集分别为115 pC和5.3 GeV，对应的加速度梯度为4.0 GeV/m的光谱峰值。数据集的平均能量分布为5.1%。这些结果是一致的外推的先前报告的能量增益的结果，使用较短的，36厘米长的等离子体源，在10%以内，表明一个非演变的尾流结构，可以传播的距离超过一米的长度。尾流加载效应是明显的，通过观察到的各种光谱特性和加速电荷的量之间的强依赖性的数据。
2015-11-20 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Beam dynamics and wake-field simulations for the CLIC main linacs
CLIC直线对撞机的目标是加速多束电子和正电子，并使它们在3 TeV的质量中心碰撞。这些聚束将通过X波段直线加速器加速，加速频率为12 GHz。每个束容易激发每个直线加速器的加速腔内的尾场。尾流场的横向分量如果不加抑制，会稀释束流发射度。目前的CLIC设计依赖于这些尾流场的重阻尼，以改善尾流场对束流发射度的影响。在这里，我们提出了初步的结果，在这些结构中的远程尾场的模拟和束动力学模拟。特别是，进行详细的模拟，由于最初注入的光束从腔的电中心与现实的偏移的发射度稀释。
2008-10-15 physics.acc-ph
Wakefields studies for the SXFEL user facility
在上海软X射线自由电子激光（SXFEL）用户装置上，除了原有的种子波荡器线外，还提出了第二条基于自放大自发发射的波荡器线，以获得2 nm的极高亮度激光脉冲。本文对波荡器尾流场引起的束流能量偏差进行了数值计算，并与二维模拟结果进行了比较，两者吻合较好。沿波荡器的束流能量损失降低了预期的自由电子激光输出性能。讨论了尾波场对脉冲能量、辐射功率和光谱的影响，以及在波荡器场中采用锥形补偿所带来的好处。利用计划中的SXFEL诊断装置，提出了纵向尾流场测量实验方案，并进行了数值模拟。
2016-11-03 physics.acc-ph
Theory of wakefield in a transversely inhomogeneous plasma waveguide
本文理论研究了横向非均匀等离子体圆柱波导中相对论驱动束团产生的尾场，推导了场分量解析式，分析了色散、本征波地形及尾场振幅分布与频谱。
2025-06-19 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Laser wakefield acceleration driven by few-cycle laser pulses in overdense plasmas
我们测量了相对论范围内超短激光脉冲与固体密度等离子体相互作用中高能电子的发射。我们检测到的电子束，只出现了几个周期的脉冲（< 10 fs）和大等离子体尺度长度（$L > λ_0$）。数值模拟，与实验一致，揭示了这些电子被加速的激光尾流场。在等离子体的近临界密度区，几个周期的激光脉冲确实共振激发了等离子体波。然后电子通过电离注入等离子体波并加速到相对论能量。这项研究提供了一个前所未有的洞察物理发生在几个周期的制度。
2018-06-01 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Theoretical Analysis and PIC Simulations of Electromagnetic Wakefields Excited by Relativistic Beams in Magnetized Plasmas
University of Tehran（德黑兰大学）；Alzahra University（阿尔扎哈拉大学）
本文研究了强磁场中超相对论电子束在冷等离子体通道中激发的纵向和径向尾场，通过发展三维格林函数形式主义并结合PIC模拟，验证了磁场对尾场振荡特性的影响。
2026-04-28 physics.acc-ph physics.comp-ph physics.plasm-ph
Longitudinal shaping of plasma waveguides using diffractive axicons for laser wakefield acceleration
研究展示了一种八级对数衍射轴棱镜（LDA）用于产生米级等离子体波导，通过形成类贝塞尔光束和漏斗状通道入口，提升了多GeV激光尾场加速的波导耦合能力。
2025-03-03 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
Generalized threshold of longitudinal multi-bunch instability in synchrotrons
针对纵向耦合束团不稳定性与单束团朗道阻尼损失，提出数值求解稳定性问题的新方法并推导解析阈值，发现LLD会降低CBI阈值，解释了CERN SPS观测结果并适用于未来加速器设计。
2023-09-12 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
Equilibrium of longitudinal bunch distributions in storage rings with arbitrary impedance sources and generic filling patterns
提出一种计算储存环中任意填充模式与阻抗源下稳态束流感应电压的自洽半解析方法，经SIRIUS参数验证，并用于评估宽带阻抗影响及被动高次谐波腔对Touschek寿命的改善。
2023-09-14 physics.acc-ph
Smith-Purcell radiation driven by plasma accelerated beam
史密斯-珀塞尔辐射作为一种很有前途的太赫兹辐射源，已经被研究了几十年。已经提出了各种结构设计和梁配置。本文报道了我们最近对等离子体尾场加速电子束驱动的Smith Purcell辐射的探索。
2018-08-06 physics.acc-ph physics.plasm-ph
TMCI with Resonator Wakes
采用嵌套首尾Vlasov求解器（NHT）研究了高频谐振腔尾流的横向模耦合不稳定性（TMCI），其中抛物势（GP模型）中的高斯束团在纵向相空间中用同心环表示。它示出，多模耦合和双曲不可能一个明确的定义的阈值，除非朗道阻尼考虑。为了解决这个问题，而不是一个单一的不稳定性阈值，建议的阈值区间，由低和高强度的。对于宽带阻抗模型，高强度阈值被示出遵循Zotter的缩放，但小约2倍。ABS模型（气囊方形井）也有相同的缩放比例，这次比Zotter的小四倍。
2018-07-04 physics.acc-ph
Wake fields effects in dielectric capillary
等离子体尾流场加速实验是在实验室的实验装置上进行的，使用的是一种由介质毛细管组成的充气毛细管等离子体源。电子可以在几厘米内达到GeV的能量，其加速梯度比传统技术提供的大几个数量级。在这种加速方案中，通过使电子束穿过电介质结构而产生的尾场可以确定强的束不稳定性，这代表了在横向平面中聚焦强电流电子束的能力的重要障碍。由于这些原因，估计的横向尾流场振幅假设的等离子体尾流场加速的实施中的基本作用。在这项工作中，它提出了一项研究，调查哪些参数影响内的圆柱形介质结构的尾场形成，毛细管尺寸和光束参数，它是介绍了纵向和横向电场的定量评价。
2018-01-12 physics.acc-ph
Formation and stability of a hollow electron beam in the presence of a plasma wake field driven by an ultra-short electron bunch
对等离子体尾流场作用下电子注在等离子体中的时空演化进行了数值研究。后者是由超短相对论轴对称飞秒电子束团驱动的。我们首先推导出一个新的泊松方程的尾流电位的驱动项是超短聚束密度，适当地考虑到之间的相互作用的锐度和高能量的聚束。然后，我们表明，形成一个通道纵向，通过外部注入的光束，同时经历的聚束驱动的等离子体尾场的影响，在热波模型的上下文中。通道的形成似乎是光束3D演化的最后阶段。这涉及在纵轴周围出现小细丝和气泡。气泡聚结形成相对稳定的轴对称中空梁结构。
2015-11-25 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Three-dimensional wake fields, generated in plasma by cylindrical electron bunch
得到了相对论电子束团在等离子体中（在等离子体波导或无限等离子体中）产生的尾流场的表达式，并分析了存在和不存在强纵向磁场的情况。对这两种情况下的电子束团参数的依赖性的场振幅进行了比较分析。
1998-04-15 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Drive beam sources and longitudinal shaping techniques
线性对撞机是探索新发现粒子的高精度物理学的一个有吸引力的平台。最近在先进加速器技术方面取得的重大进展推动了它们在对撞机上的应用，这已在{ \sc alegro}研讨会上进行了讨论。本文讨论了一种很有前途的方案，共线尾场加速。我们特别讨论了基于L和S波段射频技术的可用驱动和见证光束源，并总结了可用和即将推出的纵向成形技术，以通过Transformer比提高整体加速效率。
2022-04-21 physics.acc-ph
Self-correcting longitudinal phase space in a multistage plasma accelerator
由强激光或粒子束驱动的等离子体加速器提供了千兆伏/米的加速场，有望大幅缩小粒子加速器，用于高能物理和光子科学。线性对撞机和自由电子激光（FEL）等应用需要高能量和能量效率，但也需要高稳定性和光束质量。后者包括低能量扩散，这可以通过使用纵向形状的聚束对等离子体尾场进行精确的束加载来实现，从而产生有效和均匀的加速。然而，等离子体波长将非常大的加速场区域的尺度设置为100 μm或更小，要求聚束以极高的时间精度同步和成形，通常在飞秒尺度上。这里，引入了自校正机制，大大降低了对抖动的敏感性。使用多个加速级，每个加速级之间都有一个小的聚束压缩，几乎任何初始聚束，无论电流分布或注入相位如何，都将自校正为使尾流场变小的电流分布，从而抑制相对能量扩展和任何能量偏移。因此，分级不仅可以用于达到高能量，而且还可以产生各种应用所需的精致光束质量和稳定性。
2021-04-29 physics.acc-ph
Modeling of the driver transverse profile for laser wakefield electron acceleration at APOLLON Research Facility
针对APOLLON设施激光尾场加速中焦斑空间不稳定性导致电子束质量退化的问题，提出基于改进Gerchberg-Saxton算法从注量测量恢复激光电场并纳入PIC模拟，显著提高模拟与实验的吻合度。
2023-05-09 physics.acc-ph physics.plasm-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
Capturing Structural Dynamics in Crystalline Silicon Using Chirped Electrons from a Laser Wakefield Accelerator
激光尾场加速的最新进展导致了新一代电子和X射线源的出现，这可能对超快科学产生巨大的好处。这些新的源有望成为不可或缺的工具，在飞秒时间尺度上的结构动力学的调查，与原子尺度上的空间分辨率。在这里，我们演示了使用激光尾场加速电子束的时间分辨电子衍射测量的结构动力学的单晶硅纳米膜泵浦的超快激光脉冲。在我们的概念验证研究中，我们解决了皮秒时间尺度上的硅晶格动力学，通过偏转的动量-时间相关的电子在衍射峰与静态磁场，以获得随时间变化的衍射效率。进一步的改进可能会导致飞秒时间分辨率，可以忽略不计的泵浦探测抖动是可能的未来的激光尾场加速器超快电子衍射计划。
2016-10-20 physics.acc-ph
