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介电堆笛卡尔对称型结构中电子束驱动尾场模式的实验研究

发布时间: 2018-09-20 11:13:19   作者:本站编辑   来源: PHYSICAL REVIEW LETTERS   浏览次数:

 

 

短脉冲强流粒子驱动的介电型尾场加速器近年来在太赫兹光谱领域中取得进展,在这一蓬勃发展的加速器领域,加速梯度已超过了射频线性加速器(GV/m)。近期采用圆柱形介电线型波导的介电加速器已经获得了1.3GeV/m的平均加速梯度。当前大量的介电加速器方案均在实验中,为了减小介电材料的副作用,电场的穿透深度必须被抑制。此外,也需要采用更小的光阑尺寸以增加介电波导加速器的梯度。

蓝宝石介电尾场加速器SEM

然而横向尾场会导致集体横向运动以及束流破裂不稳定性,因此束流稳定性是太赫兹频段的挑战之一。本研究设计了一种尾场结构具有笛卡尔对称设计,由分立的周期型介电杆组成,如图1所示。这种单周期的介电堆结构具有相对简单的光子晶体特征。该结构由蓝宝石杆组成,直径为125微米。蓝宝石一直是亚毫米介电波导加速器的备选材料,因为它具有较好的机械韧性,高损伤阈值,低损耗,相对高的太赫兹介电常数。横向和纵向周期均为375微米,垂直间距为250微米。研究发现高纵横比的电子束更容易耦合入纵向波矢模式中,这解决了电子束分裂不稳定性的问题。基于这一工作下一步将实验研究全带宽的高加速梯度的三维光子介电波导加速结构。

田野摘译自:P. D. Hoang et al. Experimental Characterization ofElectron-Beam-Driven Wakefield Modes in a Dielectric-Woodpile CartesianSymmetric Structure. PHYSICAL REVIEW LETTERS 120, 164801 (2018)

 
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