All-optische Quellengrößen- und Emittanzmessungen von laserbeschleunigten Elektronenstrahlen

In den letzten Jahren wurden neuartige Verfahren zur Erzeugung von ultraniedrigen Emittanz-Elektronenstrahlen entwickelt, die kompakte Teilchenquellen mit exzellenter Strahlqualität versprechen, die für zukünftige Hochenergiephysik-Experimente und Freie-Elektronen-Laser geeignet sind. Jüngste theoretische Arbeiten haben eine laserbasierte Methode vorgeschlagen, die in der Lage ist, Emittanzen im Sub-0,1-mm-mrad-Bereich durch Modulation des Elektronenphasenraums ponderomotiven zu bestimmen. Hier präsentieren wir die erste experimentelle Demonstration dieses Verfahrens unter Verwendung eines laserbasierten Wakefield-Beschleunigers. Die beobachtete Emittanz und Quellgröße sind konsistent mit veröffentlichten Werten. Wir zeigen auch Berechnungen, die demonstrieren, dass enge Grenzen für das obere Limit von Emittanz und Quellgröße aus der „Laser-Gitter“-Methode abgeleitet werden können, selbst bei niedriger Signal-Rausch-Verhältnis und Unsicherheit in den Laser-Gitter-Parametern. Veröffentlicht von der American Physical Society 2024.