穩(wěn)態(tài)微聚束儲存環(huán)縱向強聚焦研究

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 本書的主要內容及創(chuàng)新點 14
1.4.1 本書的主要內容 14
1.4.2 本書工作的創(chuàng)新點 15
第2章 電子儲存環(huán)動力學的三維Twiss描述 16
2.1 電子在儲存環(huán)內的運動 17
2.1.1 坐標系和場的基本假設 17
2.1.2 橫向運動 19
2.1.3 縱向運動 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 束團穩(wěn)態(tài)發(fā)射度的三維Twiss表達 33
2.3.1 同步輻射和量子激發(fā) 33
2.3.2 儲存環(huán)三維穩(wěn)態(tài)發(fā)射度 35
2.4 小結 37
第3章 儲存環(huán)縱向發(fā)射度的優(yōu)化 39
3.1 SSMB的產(chǎn)生 39
3.2 SSMB關鍵器件：激光調制器 41
3.2.1 平面波作用下的調制和縱向傳輸矩陣 41
3.2.2 連續(xù)高斯光作用下的調制和傳輸矩陣 45
3.2.3 脈沖高斯光作用下的調制 50
3.3 超低穩(wěn)態(tài)縱向發(fā)射度的設計思想 52
3.4 儲存環(huán)縱向發(fā)射度的優(yōu)化 53
3.4.1 儲存環(huán)元件對穩(wěn)態(tài)發(fā)射度的貢獻 53
3.4.2 弧形束線和儲存環(huán)的最小縱向發(fā)射度 64
3.4.3 儲存環(huán)縱向發(fā)射度優(yōu)化的方法 68
3.5 小結 68
第4章 SSMB縱向強聚焦線性理論 69
4.1 雙RF作用下的縱向強聚焦 70
4.1.1 雙RF縱向強聚焦線性動力學 70
4.1.2 雙RF縱向強聚焦的縱向動力學孔徑 74
4.1.3 雙RF縱向強聚焦穩(wěn)態(tài)束團參數(shù)分析 79
4.2 雙激光調制器作用下的縱向強聚焦 88
4.3 小結 92
第5章 清華大學 SSMB-EUV 光源縱向強聚焦儲存環(huán)設計 93
5.1 SSMB縱向強聚焦優(yōu)化程序 94
5.2 縱向強聚焦方案 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縱向強聚焦儲存環(huán)布局及約束 104
5.3.2 托歇克壽命和輻射功率的優(yōu)化結果 106
5.4 非線性問題 109
5.4.1 激光調制器調制的非線性 110
5.4.2 磁聚焦結構的非線性 111
5.4.3 雙色激光調制與線性區(qū)的擴大 112
5.5 小結 114
第6章 納米長度束團的極紫外輻射 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動 115
6.1.2 輻射的頻域特性 116
6.1.3 輻射的時域特性 122
6.2 微束團在波蕩器中的超輻射能譜 123
6.2.1 單個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、時間相干系數(shù) 127
6.3 微束團超輻射功率 133
6.3.1 從單電子輻射功率到微束團輻射功率 133
6.3.2 從相干能譜到微束團輻射功率 135
6.4 清華大學SSMB-EUV光源輻射特性 136
6.5 小結 140
第7章 總結和展望 141
7.1 總結 141
7.2 展望 142
參考文獻 144
附錄 A 8單元磁聚焦結構特征參數(shù) 157
在學期間完成的相關學術成果 159
致謝 160