О возможности регулирования излучения второй гармоники лазера на свободных электронах с помощью второй гармоники поля ондулятора

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследуется излучение второй гармоники однопроходного лазера на свободных электронах (ЛСЭ) и его зависимость от второй гармоники поля ондулятора. При исследовании свойств материалов важным эффектом является нелинейная генерация второй гармоники как отклик на облучение. В этом контексте генерация второй гармоники собственно источника излучения, ЛСЭ, является нежелательной, так как она маскирует исследуемый сигнал. В других случаях напротив излучение второй гармоники ЛСЭ может быть востребовано как более высокочастотное. Нами исследуется возможность подавления или напротив усиления мощности второй гармоники ЛСЭ в зависимости от фазы и напряженности второй гармоники поля ондулятора ЛСЭ. Предложенный подход в принципе не зависит от частоты излучения. Рассмотрены примеры LCLS, PAL-XFEL в рентгеновском, SPARC и LEUTL в видимом диапазонах. Показано более эффективное влияние гармоники поля ондулятора при работе с узкими пучками электронов

Об авторах

К. В. Жуковский

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: zhukovsk@physics.msu.ru

Список литературы

  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).

© Российская академия наук, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах