穩(wěn)態(tài)微聚束儲(chǔ)存環(huán)縱向強(qiáng)聚焦研究

第1章 緒論 1
1.1 加速器光源的亮度、功率與相干性 2
1.2 自由電子激光和同步輻射 4
1.2.1 自由電子激光的縱向相干性 4
1.2.2 同步輻射光源的橫向相干性 7
1.3 SSMB光源 12
1.4 本書(shū)的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn) 14
1.4.1 本書(shū)的主要內(nèi)容 14
1.4.2 本書(shū)工作的創(chuàng)新點(diǎn) 15
第2章 電子儲(chǔ)存環(huán)動(dòng)力學(xué)的三維Twiss描述 16
2.1 電子在儲(chǔ)存環(huán)內(nèi)的運(yùn)動(dòng) 17
2.1.1 坐標(biāo)系和場(chǎng)的基本假設(shè) 17
2.1.2 橫向運(yùn)動(dòng) 19
2.1.3 縱向運(yùn)動(dòng) 22
2.2 六維傳輸矩陣的三維Twiss描述 27
2.2.1 橫向Courant-Snyder參數(shù) 27
2.2.2 縱向Courant-Snyder參數(shù) 29
2.2.3 用Courant-Snyder參數(shù)表述的六維傳輸矩陣 31
2.3 束團(tuán)穩(wěn)態(tài)發(fā)射度的三維Twiss表達(dá) 33
2.3.1 同步輻射和量子激發(fā) 33
2.3.2 儲(chǔ)存環(huán)三維穩(wěn)態(tài)發(fā)射度 35
2.4 小結(jié) 37
第3章 儲(chǔ)存環(huán)縱向發(fā)射度的優(yōu)化 39
3.1 SSMB的產(chǎn)生 39
3.2 SSMB關(guān)鍵器件：激光調(diào)制器 41
3.2.1 平面波作用下的調(diào)制和縱向傳輸矩陣 41
3.2.2 連續(xù)高斯光作用下的調(diào)制和傳輸矩陣 45
3.2.3 脈沖高斯光作用下的調(diào)制 50
3.3 超低穩(wěn)態(tài)縱向發(fā)射度的設(shè)計(jì)思想 52
3.4 儲(chǔ)存環(huán)縱向發(fā)射度的優(yōu)化 53
3.4.1 儲(chǔ)存環(huán)元件對(duì)穩(wěn)態(tài)發(fā)射度的貢獻(xiàn) 53
3.4.2 弧形束線(xiàn)和儲(chǔ)存環(huán)的最小縱向發(fā)射度 64
3.4.3 儲(chǔ)存環(huán)縱向發(fā)射度優(yōu)化的方法 68
3.5 小結(jié) 68
第4章 SSMB縱向強(qiáng)聚焦線(xiàn)性理論 69
4.1 雙RF作用下的縱向強(qiáng)聚焦 70
4.1.1 雙RF縱向強(qiáng)聚焦線(xiàn)性動(dòng)力學(xué) 70
4.1.2 雙RF縱向強(qiáng)聚焦的縱向動(dòng)力學(xué)孔徑 74
4.1.3 雙RF縱向強(qiáng)聚焦穩(wěn)態(tài)束團(tuán)參數(shù)分析 79
4.2 雙激光調(diào)制器作用下的縱向強(qiáng)聚焦 88
4.3 小結(jié) 92
第5章 清華大學(xué) SSMB-EUV 光源縱向強(qiáng)聚焦儲(chǔ)存環(huán)設(shè)計(jì) 93
5.1 SSMB縱向強(qiáng)聚焦優(yōu)化程序 94
5.2 縱向強(qiáng)聚焦方案 95
5.2.1 單元數(shù)目 96
5.2.2 波蕩器參數(shù) 97
5.2.3 激光調(diào)制器參數(shù) 98
5.2.4 阻尼扭擺器 103
5.2.5 壓縮段 103
5.3 針對(duì)托歇克壽命和輻射功率的全環(huán)優(yōu)化 104
5.3.1 SSMB縱向強(qiáng)聚焦儲(chǔ)存環(huán)布局及約束 104
5.3.2 托歇克壽命和輻射功率的優(yōu)化結(jié)果 106
5.4 非線(xiàn)性問(wèn)題 109
5.4.1 激光調(diào)制器調(diào)制的非線(xiàn)性 110
5.4.2 磁聚焦結(jié)構(gòu)的非線(xiàn)性 111
5.4.3 雙色激光調(diào)制與線(xiàn)性區(qū)的擴(kuò)大 112
5.5 小結(jié) 114
第6章 納米長(zhǎng)度束團(tuán)的極紫外輻射 115
6.1 單電子在波蕩器中的輻射 115
6.1.1 電子在理想平面型波蕩器中的運(yùn)動(dòng) 115
6.1.2 輻射的頻域特性 116
6.1.3 輻射的時(shí)域特性 122
6.2 微束團(tuán)在波蕩器中的超輻射能譜 123
6.2.1 單個(gè)方向的輻射雙微分譜 123
6.2.2 相干因子 124
6.2.3 全空間輻射能譜與空間、時(shí)間相干系數(shù) 127
6.3 微束團(tuán)超輻射功率 133
6.3.1 從單電子輻射功率到微束團(tuán)輻射功率 133
6.3.2 從相干能譜到微束團(tuán)輻射功率 135
6.4 清華大學(xué)SSMB-EUV光源輻射特性 136
6.5 小結(jié) 140
第7章 總結(jié)和展望 141
7.1 總結(jié) 141
7.2 展望 142
參考文獻(xiàn) 144
附錄 A 8單元磁聚焦結(jié)構(gòu)特征參數(shù) 157
在學(xué)期間完成的相關(guān)學(xué)術(shù)成果 159
致謝 160