The electron beam of the linear induction accelerator with kiloampere current as a driver for the submillimeter free electron laser

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The project of a submillimeter free electron laser (FEL) based on a relativistic electron beam (REB) generated in a linear induction accelerator (LIA) was proposed at the BINP SB RAS together with the IAP RAS. According to our theoretical analysis, the electron beam generated in the LIA (energy \({{E}_{e}} = 5{\text{--}}10\) MeV, current \({{I}_{b}} = 1{\text{--}}2\) kA, normalized emittance \({{\varepsilon }_{n}}\) ~ 1100 π · mm · mrad) is a suitable driver for generating sub-GW pulses of coherent EM radiation in submm range (0.3–1 THz). The main proposals for the creation of the FEL based on the electron beam generated in the LIA are presented, the main project tasks are outlined, and the proposed methods for their solution are described. The results of electron-optical experiments on the formation of an electron beam intended for FEL applications are presented.

About the authors

E. S. Sandalov

Budker Institute of Nuclear Physics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: E.S.Sandalov@inp.nsk.su
Russia, 630090, Novosibirsk

R. V. Protas

Russian Federal Nuclear Center – Zababakhin All-Russia Research Institute of Technical Physics

Email: E.S.Sandalov@inp.nsk.su
Russia, 456770, Snezhinsk

N. Yu. Peskov

Budker Institute of Nuclear Physics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Federal Research Center Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: E.S.Sandalov@inp.nsk.su
Russia, 630090, Novosibirsk; Russia, 603950, Nizhny Novgorod

N. S. Ginzburg

Budker Institute of Nuclear Physics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Federal Research Center Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: E.S.Sandalov@inp.nsk.su
Russia, 630090, Novosibirsk; Russia, 603950, Nizhny Novgorod

V. A. Pavlyuchenko

Budker Institute of Nuclear Physics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: E.S.Sandalov@inp.nsk.su
Russia, 630090, Novosibirsk

D. I. Skovorodin

Budker Institute of Nuclear Physics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: E.S.Sandalov@inp.nsk.su
Russia, 630090, Novosibirsk

D. A. Nikiforov

Budker Institute of Nuclear Physics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: E.S.Sandalov@inp.nsk.su
Russia, 630090, Novosibirsk

A. V. Arzhannikov

Budker Institute of Nuclear Physics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: E.S.Sandalov@inp.nsk.su
Russia, 630090, Novosibirsk

S. L. Sinitsky

Budker Institute of Nuclear Physics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: E.S.Sandalov@inp.nsk.su
Russia, 630090, Novosibirsk

D. Yu. Karasev

Russian Federal Nuclear Center – Zababakhin All-Russia Research Institute of Technical Physics

Email: E.S.Sandalov@inp.nsk.su
Russia, 456770, Snezhinsk

References

  1. Arzhannikov A.V., Ginzburg N.S., Malkin A.M. et al. // Proc. 44th Int. Conf. on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (Paris, 2019). Art. No. 5864231.
  2. Peskov N.Yu., Arzhannikov A.V., Ginzburg N.S. et al. // Proc. SPIE. 2020. V. 11582. Art. No. 1158207.
  3. Логачев П.В., Кузнецов Г.И., Корепанов А.А. и др. // ПТЭ. 2013. № 6. С. 42.
  4. Nikiforov D.A., Blinov M.F., Fedorov V.V. et al. // Phys. Part. Nucl. Lett. 2020. V. 17. P. 197.
  5. Sandalov E.S., Sinitsky S.L., Skovorodin D.I. et al. // 2021 IEEE International Conf. on Plasma Science (Lake Tahoe, 2021). Art. No. 21360392
  6. Ekdahl C. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2022. V. 30. No. 1. P. 254.
  7. Ekdahl C., Sinitsky S.L., Skovorodin D.I. et al. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2006. V. 34. P. 460.
  8. Merle E., Anthouard Ph., Bardy J. et al. // Proc. 5th European Conference EPAC 96 (Sitges, 1996). Report EPAC-1996-THP014G.
  9. Ekdahl C. // Beam dynamics for ARIA. Tech. Rep. LA-UR-14-274454. Los Alamos: Los Alamos Nat. Lab., 2014.
  10. Ekdahl C. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2015. V. 43. No. 12. P. 4123.
  11. Ekdahl C. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2021. V. 49. No. 10. P. 3092.
  12. Crawford M., Barraza J. // Proc. 2017 IEEE 21st Int. Conf. Pulsed Power (Brighton, 2017). P. 1.
  13. Ekdahl C. Beam dynamics for the Scorpius conceptual design report. Tech. Rep. LA-UR-17-29176. Santa Fe: Los Alamos Nat. Lab., 2017.
  14. Ekdahl C. // IEEE Tran. Plasma Sci. 2021. V. 49. No. 11. P. 3548.
  15. Panofsky W.K.H., Bander M. // Rev. Sci. Instrum. 1968. V. 39. P. 206.
  16. Neil V.K., Hall L.S., Cooper R.K. // Particle Accel. 1979. V. 9. No. 4. P. 213.
  17. Ekdahl C., Coleman J.E., McCuistian B.T. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2016. V. 44. No. 7. P. 1094.
  18. Faries W., Gehring K.A., Richards P.L. et al. // Phys. Rev. 1969. V. 180. No. 2. P. 363.
  19. Morris J.R., Shen Y.R. // Opt. Commun. 1971. V. 3. No. 2. P. 81.
  20. Gallerano G.P., Doria A., Giovenale E. // Terahertz Sci. Technol. 2014. V. 7. No. 4. P. 160.
  21. Jeong Y.U., Lee B.C., Kim S.K. et al. // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A. 2001. V. 475. P. 47.
  22. Byrd J.M., Leemans W. P., Loftsdottir A. et al. // Phys. Rev. Lett. 2002. V. 89. Art. No. 224801.
  23. Carr G.L., Martin M.C., McKinney W.R. et al. // Nature. 2002. V. 420. P. 153.
  24. Gover A., Faingersha A., Eliran A. et al. // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A. 2004. V. 528. P. 23.
  25. Van Der Meer A.F.G. // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A. 2004. V. 528. P. 8.
  26. Prazeres R., Glotin F., Ortega J.M. et al. // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A. 2004. V. 528. P. 83.
  27. Shevchenko O.A., Arbuzov V.S., Vinokurov N.A. et al. // Phys. Procedia. 2016. V. 84. P. 13.
  28. Kulipanov G.N., Bagryanskaya E.G., Chesnokov E.N. IEEE Trans. THz Sci. Technol. 2015. V. 5. No. 5. P. 798.
  29. Sandalov E.S., Sinitsky S.L., Nikiforov D.A. et al. // 46th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz, 2021). P. 1.
  30. Sandalov E.S., Sinitsky S.L., Skovorodin D.I. et al. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2021. V. 49. No. 2. P. 718.
  31. Nikiforov D.A., Petrenko A.V., Sinitsky S.L. et al. // J. Instrum. 2021. V. 16. Art. No. 11024.
  32. Ekdahl C. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2019. V. 47. No. 1. P. 300.
  33. Godfrey B.B., Hughes T.P. // 1989 IEEE Particle Accelerator Conference “Accelerator Science and Technology”. V. 2. P. 1023.
  34. Сандалов Е.С., Синицкий С.Л., Сковородин Д.И. и др. // Сибир. физ. журн. 2022. Т. 17. № 1. С. 5.
  35. Ginzburg N.S., Zaslavskii V.Y., Zotova I.V. et al. // JETP Lett. 2010. V. 91. P. 266.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (158KB)
3.

Download (116KB)
4.

Download (1MB)
5.

Download (451KB)

Copyright (c) 2023 Е.С. Сандалов, С.Л. Синицкий, А.В. Аржанников, Д.А. Никифоров, Д.И. Сковородин, В.А. Павлюченко, Н.С. Гинзбург, Н.Ю. Песков, Р.В. Протас, Д.Ю. Карасев

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».