On the Possibility of Controlling the Second Harmonic Radiation of the Free Electron Laser Using the Second Harmonic of the Undulator Field

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The second harmonic radiation of a single-pass free electron laser (FEL) and its dependence on the second harmonic of the undulator field are investigated. In analysis of properties of materials, the nonlinear generation of the second harmonic as a response to radiation is an important effect. In this context, the second harmonic generation of the radiation source (FEL) is undesirable since it masks the signal being analyzed. Conversely, in other cases, the second harmonic radiation of the FEL can be useful as radiation with a higher frequency. We investigate the possibility of suppression (or, conversely, enhancement) of the FEL second harmonic power depending on the phase and strength of the second harmonic of the FEL undulator field. The proposed approach is independent in principle of the radiation frequency. We consider examples of LCLS and PAL-XFEL in the X-ray range and SPARC and LEUTL in the visible range. The more effective influence of the undulator field harmonic in operation with narrow electron beams is demonstrated.

Авторлар туралы

K. Zhukovskiy

Physics Faculty, Moscow State University

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: zhukovsk@physics.msu.ru
Moscow, 119991 Russia

Әдебиет тізімі

  1. L. Wu, S.Patankar, T.Morimoto et al., Nat. Phys. 13, 350 (2016).
  2. G. Boyd, T.Bridges, and E.Burkhardt, IEEE J. Quantum Electron. 4, 515 (1968).
  3. G. C. Bhar, S. Das, and K. L. Vodopyanov, Appl. Phys. B 61, 187 (1995).
  4. M. Nuriya, S.Fukushima et al., Nat.Commun. 7, 11557 (2016).
  5. T. Sumi, M. Horio, T. Senoo et al., E-J. Surf. Sci. Nanotech. 20, 31 (2021); doi: 10.1380/ejssnt.2022-002
  6. K.-J. Kim, Z. Huang, and R. Lindberg, Synchrotron Radiation and Free Electron Lasers; Principles of Coherent X-Ray Radiation, Cambridge University Press, Cambridge CB2 8BS, United Kingdom (2017).
  7. L.-H. Yu, Science 289, 932 (2000).
  8. T. Shaftan and Li H Yu, Phys. Rev. E 71, 046501 (2005).
  9. K. C. Prince, E. Allaria, C. Callegari et al., Nat. Photonics 10, 176 (2016).
  10. E. Allaria, L. Badano, S. Bassanese et al., J. Synchrotron Radiat. 22, 485 (2015).
  11. B. Faatz, M. Braune, O. Hensler et al., Appl. Sci.7, 1114 (2017).
  12. K. Zhukovsky, Opt.Commun. 418, 57 (2018).
  13. K. Zhukovsky, J. Appl. Phys. 122, 233103 (2017).
  14. K. Zhukovsky, EPL 119, 34002 (2017).
  15. T. Helk, E. Berger, S. Jamnuch et al., Sci. Adv. 7, eabe2265 (2021).
  16. S. Shwartz, M. Fuchs, J. B. Hastings et al., Phys. Rev. Lett. 112, 163901 (2014).
  17. S. Yamamoto, T. Omi, H. Akai et al., Phys. Rev. Lett. 120, 223902 (2018).
  18. E. Berger, S. Jamnuch, C. Uzundal et al., arXiv:2010.03134 (2020).
  19. R. K. Lam, S. L. Raj, T. A. Pascal et al., Phys. Rev. Lett. 120, 023901 (2018).
  20. C. P. Schwartz, S. L. Raj, S. Jamnuch et al., arXiv:2005.01905 (2020).
  21. P. J. Campagnola L. M. and Loew, Nat. Biotechnol. 21, 1356 (2003).
  22. S. G. Biedron et al., Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A 483, 94 (2002).
  23. S.V. Milton, E.Gluskin, N. D. Arnold et.al., Science 292, 2037 (2000).
  24. P. Emma, R. Akre, J. Arthur et al., Nature, Photonics 4, 641 (2010).
  25. P. Emma, Proc. of PAC09, Vancouver, BC, Canada, (2009).
  26. D. Ratner, A. Brachmann, F. J. Decker et al., Phys. Rev. ST-AB 14, 060701 (2011).
  27. Z. Huang and S.Reiche, in: Proc. of the FEL 2004 Conference, ed. by R. Bakker et al., Italy, Trieste (2004), p. 201.
  28. K. V. Zhukovsky and A. M. Kalitenko, Phys.Rus. J. 62, 354 (2019).
  29. K. Zhukovsky and I. Fedorov, Symmetry 13, 135 (2021).
  30. K. Zhukovsky, Results in Physics 13, 102248 (2019).
  31. K. V. Zhukovsky, J. Synchrotron Rad. 26, 1481 (2019).
  32. K. Zhukovsky, Rad. Phys. Chem. 189, 109698 (2021).
  33. K. Zhukovsky, Ann. der Physik 533, 2100091 (2021).
  34. К. В. Жуковский, ЖТФ 91, 495 (2021).
  35. K. V. Zhukovsky, Radiophys. Quantum Electronics 65, 88 (2022).
  36. K.V. Zhukovsky, Rus. Phys. J. 65, 1451 (2023).
  37. K. Zhukovsky and I. Fedorov, Mosc. Univ. Phys. Bull. 77 (1), 11 (2022).
  38. K. Zhukovsky, Physics Uspekhi 64, 304 (2021).
  39. K. Zhukovsky, Opt. Laser Technol. 143, 107296 (2021).
  40. K. Zhukovsky, I.Fedorov, N.Gubina, Opt. Laser Technol. 159, 108972 (2023).
  41. K. Zhukovsky, EPL 141, 45002 (2023).
  42. D. K. V. Attwood, Soft X-Rays and Extreme Ultraviolet Radiation, Cambridge University Press (1999), Chap. 5.
  43. H. Kitamura, Jpn. J. Appl. Phys. 19, L185 (1980).
  44. H. P. Freund and P. J. M. van der Slot, J. Phys.Comm. 8, 085011 (2021).
  45. V. G. Bagrov, V. F. Zalmezh, M. M. Nikitin, and V. Y. Epp, Nucl. Instr. Meth. A 261, 54 (1987).
  46. И. А.Федоров, К. В.Жуковский, ЖЭТФ 162, 181 (2022).
  47. K. Zhukovsky, I. Fedorov, Symmetry 14, 1353 (2022).
  48. B. W. J. McNeil, N. R. Thompson, Nature Photonics 4, 814 (2010).
  49. C. Pellegrini et al., Rev. Mod. Phys. 88, 015006 (2016).
  50. G. Margaritondo, Rivista del Nuovo Cimento 40, 411 (2017).
  51. Z. Huang and K. J. Kim, Phys. Rev. ST-AB, 10, 034801 (2007).
  52. Z. Huang, K.-J. Kim, Phys. Rev. E 62, 7295 (2000).
  53. E. L. Saldin, E. A. Schneidmiller, and M. V. Yurkov, The Physics of Free Electron Lasers, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag (2000).
  54. R. Bonifacio et al., Opt.Comm. 50, 373 (1984).
  55. L. Giannessi, in Synchrotron Light Sources and Free-Electron Lasers, ed. by E.J. Jaeschke et al., Springer International Publishing, Switzerland (2016).
  56. G. Dattoli, L. Giannessi, P. L. Ottaviani, and C. Ronsivalle, J. Appl. Phys. 95, 3206 (2004).
  57. G. Dattoli, P. L. Ottaviani, and S. Pagnutti, J. Appl. Phys. 97, 113102 (2005).
  58. M. Xie, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 445, 59 (2000).
  59. K.V. Zhukovsky, Mosc. Univ. Phys. Bull. 74 № 5 480 (2019).
  60. K. Zhukovsky, A. Kalitenko, J. Synchrotron Rad. 26, 159 (2019).
  61. L. Gianessi, in Proc. of 28th Int. Free Electron Laser Conf., Berlin, Germany, MOPPH026 (2006).
  62. H. P. Freund and P. J. M. van der Slot, J. Phys.Commun. 5, 085011 (2021).
  63. G. Geloni et al., Opt.Comm. 271, 207 (2007).
  64. E. Saldin, E. Schneidmiller, and M. Yurkov, Nucl. Instr. and Meth. A 539, 499 (2005).
  65. Z. Huang and K.-J. Kim, Nucl. Instrum. Meth. A. 475, 112 (2001).
  66. H.-S. Kang et.al., Nature Photonics 11, 708 (2017).
  67. H. Yang and H.-S. Kang, Nucl. Inst. Meth. Phys. Res. A 911, 51 (2018).
  68. J. Hong, J.-H. Han et al., High Power Laser Science Eng. 3, 9 (2015).
  69. I. S. Ko, H.-S. Kang, H. Heo et al., Appl. Sci. 7, 479 (2017).
  70. A. M. Kalitenko, J. Synchrotron Rad. 28, 681 (2021).

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».