Analytical theory of coherent synchrotron radiation wakefield of short bunches shielded by conducting parallel plates
建立了由两块平行导电板提供屏蔽的相干同步辐射（CSR）阻抗的一般模型。该模型使我们能够很容易地再现所有以前已知的分析CSR唤醒，并扩展到以前没有探索的情况下的分析。它将阻抗的计算减少到沿梁的轨迹进行积分。新的分析结果推导出辐射阻抗屏蔽以下轨道：扭结，弯曲磁铁，摆动器的有限长度，和无限长的摆动器。所有的公式都用CSRZ计算机程序进行了数值模拟。
2016-01-15 physics.acc-ph
Control of Coherent Synchrotron Radiation and Micro-Bunching Effects During Transport of High Brightness Electron Beams
高亮度电子束在传输过程中的束流质量保持是现代加速器设计中普遍关注的问题。管理非相干同步辐射（ISR）的方法已经存在了几十年;随着光束亮度的提高，相干同步辐射（CSR）和微聚束不稳定性（uBI）已经成为性能限制。我们将diMitri、Cornacchia和Spampinati的补偿分析（正如Borland之前使用的那样）应用于与低发射率光束一起使用的传输系统的设计，并发现适当配置的二阶消色差器将抑制由于CSR引起的横向发射度增长并似乎限制uBI增益。
2014-03-10 physics.acc-ph
Numerical Calculation of Coherent Synchrotron Radiation Effects Using TraFiC4
相干同步辐射（CSR）发生在短束团在强烈弯曲的轨道上行进时。它对高质量光束的影响可能是严重的，并且在定性上得到了很好的理解。然而，对于定量结果，人们必须依赖于数值方法。存在利用不同方法的若干模拟代码。我们详细描述了代码TraFiC4在DESY开发的设计和分析的目的，从第一原理的问题，并解决运动方程的扰动或自洽。给出了计算结果并与实验数据进行了比较。此外，我们给出的例子，如何代码可以用来设计光束线，由于CSR的发射度增长最小。
2000-09-26 physics.acc-ph
A Bright Spatially-Coherent Compact X-ray Synchrotron Source
每一代X射线机器都开辟了科学的新领域，例如第一张射线照片和DNA结构的测定。最先进的X射线源现在可以产生相干的高亮度keV X射线，并有望在纳米和飞秒尺度上对复杂系统进行成像的新革命。尽管有需求，但全世界只有少数专用的同步加速器设施，部分原因是传统（加速器）技术的规模和成本。在这里，我们展示了使用最近开发的紧凑型激光等离子体加速器产生良好的准直，空间相干，本质上超快的硬X射线源。这种方法将同步辐射源的尺寸从几十米缩小到厘米级，同时加速和摆动高电子电荷。这导致窄能量扩散电子束和X射线源，其比先前报道的等离子体摆动器亮>1000倍，并且因此具有促进跨越光源应用的整个光谱的无数用途的潜力。
2009-12-09 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Experimental study of coherent synchrotron radiation in the emittance exchange line at the A0-photoinjector
下一代加速器将需要高电流、低发射度、低能量扩散的束流。这种加速器将采用先进的束流调节系统，如发射度交换器来操纵高亮度束流。费米实验室A0光注入器的目标之一是研究横向到纵向发射度交换原理。相干同步辐射会限制发射度交换器的高电流操作。本文报道了在A0光注入器上对发射度交换线相干同步辐射（CSR）的初步实验和模拟研究。
2012-02-09 physics.acc-ph
Calculation of the Coherent Synchrotron Radiation Impedance from a Wiggler
大多数相干同步辐射（CSR）的研究都只考虑了独立的双极磁体的辐射。然而，在未来线性对撞机的阻尼环中，很大一部分辐射功率将在阻尼摇摆器中发射。本文在大摇摆器参数$K$的限制下，导出了摇摆器中CSR引起的纵向尾流场和阻抗。在适当的缩放之后，结果可以用与$K$无关的通用函数来表示。尾流场在大、小距离范围内的解析渐近结果，阻抗在小、高频率范围内的解析渐近结果。
2003-01-30 physics.acc-ph
Exact 1-D Model for Coherent Synchrotron Radiation with Shielding and Bunch Compression
在小角度近似和高能量范围内，利用一维电荷分布模型有效地研究了相干同步辐射。在这里，我们使用Jefimenko的麦克斯韦方程组的形式，没有这样的近似，计算精确的尾场，由于这种影响，在多个弯曲和漂移。之前已经表明，漂移的影响可以很好地传播到随后的弯曲中。我们表明，对于合理的参数，以前的弯曲的影响也可以传播到随后的弯曲，这是特别重要的弯曲的开始。用镜像电荷法模拟了平行导电板的屏蔽作用。我们扩展的形式主义的情况下，压缩和解压缩分布，并得出结论，更简单的近似束压缩通常高估的效果。此外，考虑相干同步辐射谱，导出了高斯聚束辐射相干功率的精确公式，并用于检验尾流场计算的准确性。
2008-12-17 physics.acc-ph
Extreme bright coherent synchrotron radiation produced in a low emittance electron storage ring by the angular dispersion induced microbunching scheme
短波长范围内极亮相干同步辐射的产生在同步加速器光源界引起了极大的兴趣。本文采用一种新的相干辐射产生技术，即利用角色散通过微小幅度的能量调制来增强微聚束。该方案可以插入储存环的长直段中。本文提出了一种能量为3.5GeV的极低发射度储存环的晶格设计，它采用了高阶消色差（HOA）的概念。我们展示了多弯消色差（MBA）晶格的设计结果，发射度为20 pm-rad，周长约900米。数值模拟表明，这种角色散诱导的微聚束方案可以在软X射线附近产生相干辐射，重复频率可达10 kHz，光谱亮度可达3*10^24phs/s/mm^2/mrad^2/0.1%BW。
2020-03-19 physics.acc-ph
Transient fields of coherent synchrotron radiation in a rectangular pipe
本文求得了频域内矩形管道中同步辐射瞬态电磁场波动方程的精确解析解，并基于该解讨论了近轴近似在计算同步辐射场与光谱时的适用性与准确性。
2023-06-28 physics.acc-ph
From self-organization in relativistic electron bunches to coherent synchrotron light: observation using a photonic time-stretch digitizer
在最近和未来的同步辐射设施中，需要具有越来越高的电荷密度的相对论电子聚束来产生从X射线到太赫兹的各种波长的明亮光。在这样的条件下，电子束团与其自身发射的电磁场的相互作用导致不稳定性和复杂空间结构的自发形成。因此，理解这些不稳定性是大多数电子加速器的关键。然而，调查遭受缺乏非破坏性的记录工具的电子束团的形状。因此，在储存环中，大多数研究都集中在由此产生的辐射上。在这里，我们提出了测量的电场在附近的电子束在存储环，在许多圈。为了记录超快电场，我们设计了一个光子时间拉伸模数转换器，其采样速率为每秒万亿次。因此，我们可以观察到储存环中自发斑图形成和相干同步辐射巨爆发之间的预测联系。
2019-02-16 nlin.PS physics.acc-ph physics.optics
Impact of the Wiggler Coherent Synchrotron Radiation Impedance on the Beam Instability
相干同步辐射（CSR）不仅可以增加光束的能量扩展和发射度，而且还可以导致潜在的不稳定性。以前的CSR诱导纵向不稳定性的研究进行了CSR阻抗由于偶极磁铁。然而，许多储存环包括长摆动器，其中发射大部分的同步辐射。这包括高亮度工厂，如DAPHNE，PEP-II，KEK-B和CESR-C以及未来线性对撞机的阻尼环。本文研究了在大摇摆器参数$K$的情况下，由摇摆器CSR阻抗引起的不稳定性。主要考虑的是低频微波类的不稳定性，它出现在管道截止频率附近。本文给出了几种直线对撞机阻尼环的增长率和阈值的详细结果。最后，讨论了阻尼环的摆动器系统阻尼相对分数的优化问题。
2003-05-24 physics.acc-ph
A Method for Ultrashort Electron Pulse Shape-Measurement Using Coherent Synchrotron Radiation
本文讨论了X射线自由电子激光（XFEL）亚皮秒电子束团纵向轮廓的无损测量方法。该方法是基于检测的相干同步辐射（CSR）光谱产生的束流通过一个偶极磁铁系统。这项工作也包含了一个系统的治疗同步辐射理论的基础上的CSR。同步辐射的标准理论使用了几个近似，其适用性限制往往被遗忘：在这里，我们提出了一个系统的讨论这些假设。然后导出并讨论了沿圆弧运动的电子的相干同步辐射的性质。我们还描述了一种有效的和实用的诊断技术的基础上利用电磁波荡器记录到中心锥的相干辐射脉冲的能量。该测量必须用不同的波荡器谐振频率重复多次，以便重建聚束形状因子的模量。从这些数据中的聚束轮廓函数的检索是通过反卷积技术进行的：对于目前的工作，我们利用一个约束反卷积方法。我们用数值例子说明了所提出的方法在TESLA试验设施（TTF）加速器的电子束诊断的潜力。在这里，我们选择，强调，实验旨在测量的强烈非高斯电子束团的轮廓在TTF飞秒模式操作。我们证明了皮秒条纹相机和CSR光谱仪的串联组合可以用于从具有窄的前导峰和长尾的电子聚束中提取形状信息。
2003-03-27 physics.acc-ph
Coherent Synchrotron Radiation Measurements in the CLIC Test Facility (CTF II)
高电荷束（高达10 nC）在CTF II磁弯道中被压缩到小于0.2 mm rms的长度。短聚束在弯道磁场中相干辐射，水平和纵向相空间密度分布受到影响。本文报道了束流发射度和动量的测量结果。水平和垂直发射度和动量谱测量不同的聚束压缩因子和聚束电荷。特别是，对于10 nC的聚束，平均束流动量下降了约5%，而FWHM动量扩展从5%增加到19%。实验结果进行了比较与代码TraFiC4的模拟。
2000-08-17 physics.acc-ph
Coherent Terahertz synchrotron radiation mastered by controlling the irregular dynamics of relativistic electron bunches
自发形成的空间结构（模式）发生在各种情况下，从沙丘和流氓波的形成，交通堵塞。在过去的几十年里，非常实际的原因也导致了在同步辐射光源中使用的相对论电子聚束中斑图形成的研究。作为主要的动机，在不稳定性期间自发出现的图案使太赫兹辐射功率增加超过10000倍。然而，这些模式的不规则性在很大程度上阻碍了这种强大的来源的应用。在这里，我们展示了如何使用从混沌控制理论借来的观点，使时空图案规则（从而发射太赫兹功率）。在数学上，规则的不稳定的解决方案预计将与不希望的不规则的解决方案共存，因此可以使用反馈控制可控。我们证明了这种定期的解决方案在同步辐射SOLEIL储存环的稳定性。这些“受控不稳定溶液”的操作使得能够设计高电荷和稳定的同步辐射源。
2018-10-28 physics.acc-ph
Coherent synchrotron radiation instability in low-emittance electron storage rings
本文以Elettra 2.0和SuperKEKB低能环为例，系统研究低发射度电子储存环中由相干同步辐射等高频阻抗驱动的微波不稳定性，并分析其与宽带阻抗的相互作用。
2024-05-29 physics.acc-ph
A Model for One-Dimensional Coherent Synchrotron Radiation including Short-Range Effects
提出了一种新的一维相干同步辐射（CSR）模拟模型。该方法是基于卷积的积分格林函数（IGF）的纵向电荷密度。由于它是基于IGF，这种方法的准确性是由如何解决电荷密度，而不是解决单粒子尾流函数。由于短程尾流场效应包括分析，该方法可以比普通（非IGF）的方法在尾流函数和电荷密度具有不同的空间尺度的情况下更有效。两种情况下：一个来自包括短程效应的全尾流，一个来自渐近尾流。在后一种情况下，该算法包含与基于渐近近似的其他算法相同的物理，但只需要线电荷密度而不是其导数。例子说明的渐近唤醒近似的局限性，并说明如何微聚束可以增加CSR字段的数量级取决于微聚束波长。
2012-02-24 physics.acc-ph
Suppression of the emittance growth induced by coherent synchrotron radiation in triple-bend achromats
在束团长度短、峰值电流大的高亮度光源和直线对撞机中，弯曲路径上的相干同步辐射（CSR）效应对横向发射度的稀释起着重要作用。抑制由CSR引起的发射度增长对于保持光束质量和帮助改善机器性能是至关重要的。结果表明，双弯消色差透镜（DBA）中的CSR效应可以用二维点反冲分析方法进行分析。本文应用该方法分析了能量恢复直线加速器光学设计中常用的对称布局三弯消色差透镜的CSR效应。给出了消除CSR线性效应的条件，并通过数值模拟进行了验证。结果表明，在此条件下，束流的发射度可以保持不变，并且在很大程度上对束流初始横向相空间分布的起伏有很高的容忍度。
2014-12-16 physics.acc-ph
Using Convolutional Neural Networks to Accelerate 3D Coherent Synchrotron Radiation Computations
本文提出用卷积神经网络和潜在条件扩散模型加速三维相干同步辐射尾场计算，在保持精度的同时实现最高约千倍加速，并分析了模型的泛化能力。
2025-03-12 physics.acc-ph
Producing Terahertz Conherent Synchrotron Radiation Based On Hefei Light Source
本文从理论上证明了电子储存环可以利用快速冲击磁铁和交流六极磁铁产生太赫兹相干辐射。当垂直色度由交流六极磁铁调制时，由冲击器激励的垂直束集体运动在若干纵向振荡周期后产生波浪形空间结构。本文计算了合肥光源波形聚束辐射的光谱分布。当电子能量降低到400 MeV时，可以产生0.115 THz的极强相干同步辐射（CSR）。
2014-09-25 physics.acc-ph
Transverse Decoherence and Coherent Spectra in Long Bunches with Space Charge
横向束团谱和初始束团偏移后的横向退相干/重相干是同步加速器和存储环中的重要现象，广泛用于束流和晶格测量。粒子电子感应加速器频率和同步加速器频率的非相干位移修改了横向光谱和聚束退相干。在这项研究中，我们分析了横向空间电荷和射频非线性对退相干信号的影响。在GSI Darmstadt的SIS 18同步加速器上测量了不同束团参数下的横向束团退相干和由此产生的相干谱。粒子跟踪模拟与分析模型一起被用来描述由于空间电荷和射频桶的非线性在退相干信号和相干光谱的修改。
2012-08-02 physics.acc-ph
Suppressing Coherent Synchrotron Radiation Effects in Chicane Bunch Compressors
本文针对C型弯道聚束压缩器中的相干同步辐射效应，提出非对称几何设计以抵消其影响，并通过积分方法和ELEGANT模拟验证，显著抑制发射度增长。
2024-03-18 physics.acc-ph
Theoretical investigation of coherent synchrotron radiation induced microbunching instability in transport and recirculation arcs
高亮度电子束的相干同步辐射（CSR）穿过一系列偶极子（如回流弧或输运弧）时，可能导致微聚束不稳定性。我们扩展并发展了一种半解析方法的CSR诱导的微聚束不稳定性的一般晶格，根据以前的配方与1-D CSR模型[物理。Beams 5，064401（2002）]，并将其应用于研究两个示例输运弧晶格的微聚束放大的物理过程。我们发现，微聚束不稳定性在运输弧有一个显着的特点，多级放大（例如，高达第6阶段，我们的例子弧相比，两个阶段的3偶极弯道放大）。通过进一步扩展由Huang和Kim提出的级增益的概念[Phys. Rev. ST Accel. Beams 5，074401（2002）]中，我们开发了一种方法来定量表征微聚束放大的迭代或分级顺序，其允许比较光学对不同晶格的微聚束增益的影响。我们的例子晶格的参数依赖性和朗道阻尼进行了研究。从Vlasov分析的增益函数和光谱与ELEGANT的结果实现了很好的一致性，这有助于验证我们的分析。
2014-08-28 physics.acc-ph
Coherent synchrotron radiation by excitation of surface plasmon polariton on near-critical solid microtube surface
The University of Liverpool（利物浦大学）；Cockcroft Institute（科克克罗夫特研究所）；Helmholtz Institute Jena（耶拿亥姆霍兹研究所）；GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（德国重离子研究中心）；Federal University of Health Sciences of Porto Alegre（阿雷格里港联邦卫生科学大学）；Peking University（北京大学）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）
本文提出基于近临界密度固体微管内表面共振激发表面等离极化激元的相干同步辐射产生机制，经三维粒子模拟验证可生成相干性提升两个数量级的X射线，且具备实验可行性。
2025-11-13 physics.acc-ph physics.class-ph physics.optics
A synchrotron-based kilowatt-level radiation source for EUV lithograph
提出了一种用于产生千瓦级相干EUV辐射的有限周长约为160 m的紧凑阻尼环。利用角色散诱导微聚束方法，用257nm波长的激光调制环中的电子聚束[C. Feng和Z. Zhao，Sci. 7，4724（2017）]。利用最先进的加速器和激光技术可以实现平均功率约为2.5 kW的13.5 nm相干辐射。
2021-10-18 physics.acc-ph
Self-Cancelation of Coherent Synchrotron Radiation Kicks Using a Non-Symmetric S-shape Four-Bend Chicane
针对对称C形四弯铁压缩中CSR导致发射度增长的问题，提出非对称S形四弯铁结构以自抵消CSR冲量，在典型FEL参数下使可实现峰值电流提高三倍。
2024-07-02 physics.acc-ph
An Efficient Computation of Coherent Synchrotron Radiation in a Rectangular Chamber, Applied to Resistive Wall Heating
本文研究了矩形截面真空室中的相干同步辐射（CSR），给出了一种允许任意弯曲段和直线段序列的形式。我们在频域中应用傍轴方法，在垂直坐标中进行傅立叶展开，但没有其他模式展开。本文用一种新的方法对线电荷源进行了数值处理，该方法通过改变因变量来消除奇异性方程。所得到的算法是快速的，与早期的方法相比，工程短束与复杂的结构，并产生所有六个字段组件在任何时空点。作为一个例子，我们计算切向磁场的墙壁。由此，可以对坡印廷通量进行微扰处理，以估计沉积在电阻壁中的能量。该计算的动机是LCLS-II的设计问题，即在束流压缩机的最后一个弯曲部分和随后的直段中发生多少CSR壁加热的问题。用一个真实的纵向束形式的有效值。长度$10.4~μ$ m和100 pC的电荷，我们得出结论，辐射功率非常小（在1 MHz重复率下为28 W），并且所有辐射能量都被沿直线段7 m以内的壁吸收。
2016-06-08 physics.acc-ph
Suppression of Coherent Synchrotron Radiation-Induced Emittance Growth in a Multi-Bend Deflection Line
针对高亮度电子束输运中相干同步辐射导致的发射度增长问题，提出基于反向晶格的优化方法，设计四弯消色差结构，可同时抑制稳态和序列漂移中的CSR效应，仿真验证峰值电流3000A下大角度偏转时发射度几乎不变。
2024-05-24 physics.acc-ph
Neural Network Solver for Coherent Synchrotron Radiation Wakefield Calculations in Accelerator-based Charged Particle Beams
SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）
粒子加速器支持广泛的科学、工业和医疗应用。为了满足这些应用的需要，加速器物理学家在很大程度上依赖于通过加速器的复杂粒子束动力学的详细模拟。其中一个最昂贵的计算和难以建模的影响是相干同步辐射（CSR）的影响。当射束行进通过弯曲的轨迹（例如，由于弯曲磁体）时，它发射辐射，该辐射又与射束的其余部分相互作用。在轨迹的每一步，CSR引入的电磁场（称为CSR尾场）需要计算和计算时使用的更新的每个粒子在束中的位置和动量。CSR是束流发射度增长的主要驱动力之一，束流发射度是在许多应用中至关重要的束流质量的关键度量。CSR尾场是非常计算密集的计算与传统的电磁求解器，这是一个主要的限制，在准确地模拟加速器。在这里，我们展示了一种新的方法，CSR尾场计算使用神经网络求解器结构的方式，很容易推广到新的设置。我们通过将其添加到标准波束跟踪测试问题来验证其性能，并显示出十倍的加速比和高精度。
2022-03-14 cs.LG physics.acc-ph physics.comp-ph
Bunching instability of rotating relativistic electron layers and coherent synchrotron radiation
通过求解线性化的麦克斯韦方程组组，研究了自由空间中无碰撞、相对论性、有限强度、圆柱形带电粒子层的稳定性，并计算了发射的电磁波的功率。该层在平行于该层的外部磁场中旋转。这个系统对于理解不能用非相干辐射机制解释的类星体的高亮度温度是有意义的。最近在粒子加速器的束流压缩器中也观察到了相干同步辐射。我们认为平衡层的“热”能量传播，因此，非零的径向厚度。粒子与其延迟的电磁自场相互作用。电子感应加速器振荡的效果被保留。一个短的方位角波长的不稳定性被发现，导致调制的电荷和电流密度。发现生长速率是方位波数的递增函数，洛伦兹因子的递减函数，并且与电子总数的平方根成比例。我们认为，增长的不稳定扰动饱和时，捕获频率的电子在波变得可比的增长率。由于这种饱和，我们可以预测给定参数的辐射光谱。我们预测的亮温与粒子数的平方成正比，与方位波数的三分之五次方成反比，这与观测到的射电星光谱基本一致。
2005-03-18 astro-ph physics.acc-ph physics.plasm-ph
A Critical Experimental Test of Synchrotron Radiation Theory with 3rd Generation Light Source
最近在LCLS进行的“束分裂”实验表明，微聚束电子束被踢到一个比自由电子激光辐射发散角大的角度后，微聚束波阵面会沿着被踢电子束的新运动方向重新调整。因此，来自放置在反冲器之后的波荡器的相干辐射沿着反冲方向发射而没有抑制。在传统的同步辐射理论的框架中不能解释相干波荡器辐射在反冲方向上的这种强发射。在以前的论文中，我们解释了这个难题。我们表明，在加速器物理学中，场和粒子的耦合是基于，一方面，根据绝对时间公约处理的粒子动力学的结果的使用，另一方面，根据标准（爱因斯坦）同步公约处理的麦克斯韦方程组的使用。这就是导致理论和实验之间强烈的定性分歧的误解。在LCLS的“光束分裂”实验之后，人们清楚地认识到，传统的同步辐射理论不能确保正确描述来自被踢电子束的相干和自发发射，也不能确保来自具有有限角发散的光束的发射，在波荡器或偏转磁体中。然而，这一结果需要进一步的实验验证。在本出版物中，我们提出了一个简单和廉价的实验来测试同步辐射理论在第三代光源。
2016-05-10 physics.acc-ph
Observation of Wakefields and Resonances in Coherent Synchrotron Radiation
我们报告在加拿大光源（CLS）的相干同步辐射（CSR）的光谱共振的高分辨率测量。共振以$0.074 ~\textrm{cm}^{-1}$的波数间隔穿透光谱，并且在机器设置变化（能量、桶填充模式、突发或连续模式下的CSR）下高度稳定。很久以前，在一个理想化的理论中，类似的共振被预测为光滑环形真空室的本征模，该真空室由在圆形轨道上运动的聚束驱动。在频谱中的峰值的一个推论是在明确定义的空间间隔的聚束的尾场中的脉冲的存在。通过实验和进一步的计算，我们阐明了CLS真空室中的共振和尾场机制，它具有与光滑环面有很大不同的凹槽形状。在30-110 GHz范围内通过RF二极管直接观察尾流场，在THz范围内通过干涉仪间接观察尾流场。由二极管发现的尾流脉冲序列比环形模型中的不太规则，并且取决于观察点，但是在凹槽室中的场的模拟中被考虑。注意所观察到的领域的极化，并可能在相邻的弯曲磁铁产生的领域的相干性。低频尾流场的产生似乎主要是局部的一个单一的弯曲，但多弯曲的影响不能完全排除，并可能在高频谐振中发挥作用。已经开发了新的模拟技术，这对今后的工作应该是非常宝贵的。
2015-05-05 physics.acc-ph
Beyond the Limits of 1D Coherent Synchrotron Radiation
集体效应的理解是现代加速器的性能的设计和优化的根本重要性。特别是，对光束质量有严格要求的加速器的设计，例如自由电子激光器（FEL），高度依赖于模拟、理论和实验之间的对应关系，以便正确地解释相干同步辐射（CSR）的效应和其他集体效应。加速器模拟代码中的传统方法是利用CSR力的解析一维近似。我们提出了一个扩展的一维CSR理论，以正确地考虑CSR力的入口和出口的偏转磁铁。该解决方案的适用范围有限，特别是在具有大横向光斑尺寸或偏离标称轴的束中。最近开发的代码直接从Lienard-Wiechert势计算色散区域中的CSR效应，尽管使用近似以提高计算时间。开发了通用粒子示踪剂（GPT）程序的一个新模块，用于模拟CSR的影响，并与其他程序进行了比较。我们实验证明偏离常用的一维CSR理论更极端的束团长度压缩的情况下，在费米自由电子激光设施。更好的协议被发现之间的实验数据和代码，占束的横向范围，特别是在更极端的压缩情况。
2018-05-15 physics.acc-ph
Hard X-ray optics simulation using the coherent mode decomposition of Gaussian Schell model
采用基于高斯-谢尔模型相干模分解和波前传播的新方法，模拟了部分相干同步辐射源硬X射线光束的传输。我们研究了光束的相干特性和强度分布是如何通过光学元件的传播而改变的。在这里，我们模拟和分析的部分相干辐射通过一个理想的狭缝传输。我们首次模拟了用这种新方法聚焦部分相干同步硬X射线光束。与传统的假设光源为完全相干点光源或完全非相干点光源的方法相比，该方法更为合理，并能较好地反映出聚焦光束的相干特性。对双缝实验进行了数值模拟，模拟结果验证了理论分析的正确性。
2013-05-29 physics.acc-ph physics.optics
Analytical formulas of coherent-synchrotron-radiation induced microbunching gain and emittance growth in an arbitrary achromatic four-bend chicane
本文推导了任意消色差四弯铁磁压缩节中同时包含稳态与瞬态 CSR 效应的微聚束增益和发射度增长解析公式，经验证与模拟一致，可大幅缩短 CSR 效应评估时间并支持参数依赖的系统研究。
2024-03-29 physics.acc-ph
X-ray phase contrast imaging of biological specimens with tabletop synchrotron radiation
自1896年被发现以来，X射线对科学、医学和技术产生了深远的影响。在这里，我们表明，从一个新的桌面源的明亮的相干同步辐射的x射线可以应用于生物标本的相衬成像，产生卓越的图像质量，并避免了稀缺或昂贵的传统来源的需要。
2011-05-12 physics.acc-ph physics.bio-ph physics.med-ph
Coherent Radiation in Insertion Devices-II
本文用一种新的算法计算了具有任意截面真空室的波荡器中相对论束团的相干同步辐射。该算法与直接计算电场而不是矢势相关联。CSR归一化到非相干的一个，并与分析计算的自由空间。
2011-08-30 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
Propagation of partially coherent radiation using Wigner functions
来自同步加速器光源的波荡器辐射必须沿着光束线从光源传输到样品。部分相干光子束可以使用维格纳函数在相空间中表示，并且其传输可以使用与粒子束传输中所熟悉的一些类似的技术。我们描述的情况下，光束线是由线性聚焦和散焦部分，以及孔径的过程。我们提出了一个紧凑的表示涉及线性变换和卷积的光束线地图。我们创建了一个1：1的成像系统（4f系统），在像平面上有一个单缝，并观察其下游的辐射。我们沿着这个样品光束线传播高斯光束和波荡器辐射，从当前和未来的超低发射度光源中提取参数。我们推导出一个解析表达式的部分相干高斯的情况下，包括通过一个单一的狭缝孔径。我们基准维格纳函数计算的解析表达式和部分相干计算的同步辐射车间（SRW）代码。
2020-09-17 physics.acc-ph
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。
2024-06-14 physics.acc-ph physics.optics
Interpretation of transverse tune spectra in a heavy-ion synchrotron at high intensities
在GSI重离子同步加速器SIS-18上安装了两套不同的调谐测量系统。使用这些快速灵敏的系统可以获得高精度的调谐光谱。除了机器调谐外，光谱还包含与强度相关的相干调谐位移和非相干空间电荷调谐位移的信息。空间电荷调谐位移是从观测到的同步加速器卫星的位移位置与空间电荷的头-尾本征模的解析表达式拟合而得。此外，从测量的头-尾模式结构中提取色度。测量的结果提供了实验证据的重要性，空间电荷效应和头-尾模式的横向光束信号在高强度的解释。
2012-12-10 physics.acc-ph
Observing microscopic structures of a relativistic object using a time -stretch strategy
单电子在弯曲轨道上运动所产生的光（同步辐射）是最著名的基本辐射现象之一。然而，实验情况更为复杂，因为它们涉及许多电子，每个电子都暴露在相邻电子的辐射中。这种相互作用产生了戏剧性的后果，其中最引人注目的是电子束团内部自发形成的空间结构。这种基本效应被积极研究，因为它代表了电子加速器中最基本的限制之一，同时也是强太赫兹辐射（相干同步辐射，或CSR）的来源。在这里，我们证明了直接观察电子束微结构的亚皮秒分辨率的可能性，在存储环加速器。其原理是监测结构发射的太赫兹脉冲，使用光子学的策略，时间拉伸，包括在记录之前减慢现象。这为分析和掌握新一代高功率相干同步辐射光源开辟了前所未有的可能性。
2015-02-01 physics.acc-ph
Microbunching Instability Based Synchrotron Radiation Sources
虽然基于微聚束不稳定性（MBI）的同步辐射装置尚不存在，但这种空间电荷驱动的不稳定性在高亮度加速器装置中的突出存在促使世界各国不断努力掌握它，因此不仅可能的对策，而且MBI的应用也是研究的焦点。到目前为止，所观察到的微聚束波长在红外或光学制度。将微聚束移向较短波长似乎需要非常高的聚束峰值电流或极小的发射度。这些极端的特征很难产生，也很难保存。这封信提出了一种新的磁器件，它允许放大的初始散粒噪声在波长在EUX和XUV范围内具有适度的峰值电流和发射度。它由永磁体组成。该装置中聚焦通道、色散弯道和单个聚焦元件的特定组合允许通过空间电荷阻抗对微聚束进行最佳放大。针对不同束流能量的广泛模拟研究显示了所提出的设备的性能，该设备例如与能量恢复直线加速器一起馈送，可以提供具有高重复率的超短相干高功率辐射脉冲。
2021-04-08 physics.acc-ph
Laser-Plasma Accelerator Beams in Light Sources: Femtosecond High-Brightness Radiation through Chirped Pulse Injection
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；University of Hamburg（汉堡大学）
该研究提出啁啾脉冲注入方案，将激光等离子体电子束注入PETRA IV等硬X射线同步光源，可提供千安级短脉冲并产生飞秒相干辐射，为光源领域提供新方案。
2026-08-06 physics.acc-ph
Scaling Behavior of Circular Colliders Dominated by Synchrotron Radiation
相当低的希格斯粒子质量使得下一个高能设施很自然地成为一个圆形的e+e-希格斯工厂，然后，在同一个隧道中的下一代p，p对撞机。测量亮度限制现象的同步辐射功率损失，束-束相互作用的限制，和beamstrahlung，标度律的建立，固定的希格斯工厂的所有参数，作为假设的半径$r$，和RF功率$P$的函数。至少是第一个近似值。从历史上看，电子和强子环的加速器形式主要是通过同步辐射对电子的重要性和对质子的不重要性来区分的。虽然电子束在几秒钟内达到平衡，但质子束分布在很长一段时间内基本上完好无损。对于未来的强子对撞机，这种区分将不再有效。这将对未来FCC-PP质子对撞机的设计产生很大影响，其参数可以使用以前仅适用于电子环的公式进行外推。最重要的标度律具有依赖于$r$和$P_{\rm rf}$的光度，该光度仅作为它们的乘积$rP$的函数。这种关系简化了选择一个隧道半径，这是最佳的希格斯工厂和p，p对撞机，而（几乎）最小化的初始成本--通过增加$r$和减少$P$成比例，隧道周长可以增加（如所需的p，p）没有显着增加希格斯工厂的成本。
2015-04-07 physics.acc-ph
A Parallelized Vlasov-Fokker-Planck-Solver for Desktop PCs
Vlasov-Fokker-Planck方程的数值解是模拟储存环中电子束团动力学（包括与其自身尾场的自相互作用）的一种成熟方法。在本文中，我们提出Inovesa，一个模块化的可扩展程序，使用OpenCL大规模并行计算。它允许标准台式PC以适当的精度工作，并在几分钟内产生可靠的结果。我们提供了一个广泛的参数范围内的数值稳定性研究，并将我们的数值结果与已知的结果进行比较。模拟结果的情况下，相干同步辐射将进行比较的测量，探测的微聚束不稳定性发生在短聚束操作在ANKA的影响。它将被证明，基于两个平行板的屏蔽效应的阻抗模型不仅可以描述的不稳定性阈值，但也存在的多个制度，显示在相干同步辐射的发射的差异。
2016-11-17 physics.acc-ph
