High Power Laser Science and Engineering, Volume. 11, Issue 3, 03000e33(2023)

Optical beat notes assisted attosecond soft X-ray pulse generation in high-gain free electron lasers

Zhen Wang and Chao Feng*
Author Affiliations
  • Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
  • show less
    References(46)

    [1] M. Hentschel, R. Kienberger, C. Spielmann, G. A. Reider, N. Milosevic, T. Brabec, P. Corkum, U. Heinzmann, M. Drescher, F. Krausz. Nature, 414, 509(2001).

    [2] X. F. Li, A. L’Huillier, M. Ferray, L. A. Lompré, G. Mainfray. Phys. Rev. A, 39, 5751(1989).

    [3] G. Sansone, E. Benedetti, F. Calegari, C. Vozzi, L. Avaldi, R. Flammini, L. Poletto, P. Villoresi, C. Altucci, R. Velotta, S. Stagira, S. DeSilvestri, M. Nisoli. Science, 314, 443(2006).

    [4] F. Ferrari, F. Calegari, M. Lucchini, C. Vozzi, S. Stagira, G. Sansone, M. Nisoli. Nat. Photon., 4, 875(2010).

    [5] J. M. J. Madey. J. Appl. Phys., 42, 1906(1971).

    [6] W. Ackermann, G. Asova, V. Ayvazyan, A. Azima, N. Baboi, J. Bähr, V. Balandin, B. Beutner, A. Brandt, A. Bolzmann, R. Brinkmann, O. I. Brovko, M. Castellano, P. Castro, L. Catani, E. Chiadroni, S. Choroba, A. Cianchi, J. T. Costello, D. Cubaynes et al. Nat. Photon., 1, 336(2007).

    [7] P. Emma, R. Akre, J. Arthur, R. Bionta, C. Bostedt, J. Bozek, A. Brachmann, P. Bucksbaum, R. Coffee, F.-J. Decker, Y. Ding, D. Dowell, S. Edstrom, A. Fisher, J. Frisch, S. Gilevich, J. Hastings, G. Hays, Z. Huang Ph. Hering et al. Nat. Photon., 4, 641(2009).

    [8] T. Ishikawa, H. Aoyagi, T. Asaka, Y. Asano, N. Azumi, T. Bizen, H. Ego, K. Fukami, T. Fukui, Y. Furukawa, S. Goto, H. Hanaki, T. Hara, T. Hasegawa, T. Hatsui, A. Higashiya, T. Hirono, N. Hosoda, M. Ishii, T. Inagaki et al. Nat. Photon., 6, 540(2012).

    [9] E. Allaria, R. Appio, L. Badano, W. A. Barletta, S. Bassanese, S. G. Biedron, A. Borga, E. Busetto, D. Castronovo, P. Cinquegrana, S. Cleva, D. Cocco, M. Cornacchia, P. Craievich, I. Cudin, G. D'Auria, M. Dal Forno, M. B. Danailov, R. De Monte, G. De Ninno et al. Nat. Photon., 6, 699(2012).

    [10] E. Allaria, D. Castronovo, P. Cinquegrana, P. Craievich, M. Dal Forno, M. B. Danailov, G. D'Auria, A. Demidovich, G. De Ninno, S. Di Mitri, B. Diviacco, W. M. Fawley, M. Ferianis, E. Ferrari, L. Froehlich, G. Gaio, D. Gauthier, L. Giannessi, R. Ivanov, B. Mahieu et al. Nat. Photon., 7, 913(2013).

    [11] H.-S. Kang, C.-K. Min, H. Heo, C. Kim, H. Yang, G. Kim, I. Nam, S. Y. Baek, H.-J. Choi, G. Mun, B. R. Park, Y. J. Suh, D. C. Shin, J. Hu, J. Hong, S. Jung, S.-H. Kim, K. H. Kim, D. Na, S. S. Park et al. Nat. Photon., 11, 708(2017).

    [12] E. Prat, R. Abela, M. Aiba, A. Alarcon, J. Alex, Y. Arbelo, C. Arrell, V. Arsov, C. Bacellar, C. Beard, P. Beaud, S. Bettoni, R. Biffiger, M. Bopp, H. Braun, M. Calvi, A. Cassar, T. Celcer, M. Chergui, P. Chevtsov et al. Nat. Photon., 14, 748(2020).

    [13] W. Decking, S. Abeghyan, P. Abramian, A. Abramsky, A. Aguirre, C. Albrecht, P. Alou, M. Altarelli, P. Altmann, K. Amyan, V. Anashin, E. Apostolov, K. Appel, D. Auguste, V. Ayvazyan, S. Baark, F. Babies, N. Baboi, P. Bak, V. Balandin et al. Nat. Photon., 14, 391(2020).

    [14] Z. T. Zhao, D. Wang, Q. Gu, L. Yin, M. Gu, Y. Leng, B. Liu. Appl. Sci., 7, 607(2017).

    [15] B. Liu, C. Feng, D. Gu, F. Gao, H. Deng, M. Zhang, S. Sun, S. Chen, W. Zhang, W. Fang, Z. Wang, Q. Zhou, Y. Leng, M. Gu, L. Yin, Q. Gu, G. Fang, D. Wang, Z. Zhao. Appl. Sci., 12, 176(2022).

    [16] A. Kondratenko, E. L. Saldin. Part. Accel., 10, 207(1980).

    [17] R. Bonifacio, C. Pellegrini, L. M. Narducci. Opt. Commun., 50, 373(1984).

    [18] M. Fuchs, M. Trigo, J. Chen, S. Ghimire, S. Shwartz, M. Kozina, M. Jiang, T. Henighan, C. Bray, G. Ndabashimiye, P. H. Bucksbaum, Y. Feng, S. Herrmann, G. A. Carini, J. Pines, P. Hart, C. Kenney, S. Guillet, S. Boutet, G. J. Williams, M. Messerschmidt, M. M. Seibert, S. Moeller, J. B. Hastings, D. A. Reis. Nat. Phys., 11, 964(2015).

    [19] A. Aquila, A. Barty, C. Bostedt, S. Boutet, G. Carini, D. dePonte, P. Drell, S. Doniach, K. H. Downing, T. Earnest, H. Elmlund, V. Elser, M. Gühr, J. Hajdu, J. Hastings, S. P. Hau-Riege, Z. Huang, E. E. Lattman, F. R N C Maia, S. Marchesin, A. Ourmazd, C. Pellegrini, R. Santra, I. Schlichting, C. Schroer, J. C. H. Spence, I. A. Vartanyants, S. Wakatsuki, W. I. Weis, G. J. Williams. Struct. Dyn., 2, 041701(2015).

    [20] Y. Ding, A. Brachmann, F.-J. Decker, D. Dowell, P. Emma, J. Frisch, S. Gilevich, G. Hays, Z. Huang Ph. Hering, R. Iverson, H. Loos, A. Miahnahri, H.-D. Nuhn, D. Ratner, J. Turner, J. Welch, W. White, J. Wu. Phys. Rev. Lett., 102, 254801(2009).

    [21] P. Emma, K. Bane, M. Cornacchia, Z. Huang, H. Schlarb, G. Stupakov, D. Walz. Phys. Rev. Lett., 92, 074801(2004).

    [22] S. Huang, Y. Ding, Z. Huang, J. Qiang. Phys. Rev. ST Accel. Beams, 17, 120703(2014).

    [23] A. A. Zholents. Phys. Rev. ST Accel. Beams, 8, 040701(2005).

    [24] J. Duris, S. Li, T. Driver, E. G. Champenois, J. P. MacArthur, A. A. Lutman, Z. Zhang, P. Rosenberger, J. W. Aldrich, R. Coffee, G. Coslovich, F.-J. Decker, J. M. Glownia, G. Hartmann, W. Helml, A. Kamalov, J. Knurr, J. Krzywinski, M. Lin, J. P. Marangos et al. Nat. Photon., 14, 30(2020).

    [25] T. Tanaka. Phys. Rev. Accel. Beams, 22, 110704(2019).

    [26] N. S. Mirian, M. D. Fraia, S. Spampinati, F. Sottocorona, E. Allaria, L. Badano, M. B. Danailov, A. Demidovich, G. D. Ninno, S. D. Mitri, G. Penco, P. R. Ribič, C. Spezzani, G. Gaio, M. Trovó, N. Mahne, M. Manfredda, L. Raimondi, M. Zangrando, O. Plekan, K. C. Prince, T. Mazza, R. J. Squibb, C. Callegari, X. Yang, L. Giannessi. Nat. Photon., 15, 523(2021).

    [27] D. Gauthier, E. Allaria, M. Coreno, I. Cudin, H. Dacasa, M. B. Danailov, A. Demidovich, S. D. Mitri, B. Diviacco, E. Ferrari, P. Finetti, F. Frassetto, D. Garzella, S. Künzel, V. Leroux, B. Mahieu, N. Mahne, M. Meyer, T. Mazza, P. Miotti et al. Nat. Commun., 7, 13688(2016).

    [28] N. R. Thompson, B. W. J. McNeil. Phys. Rev. Lett., 100, 203901(2008).

    [29] T. Tanaka. Phys. Rev. Lett., 110, 084801(2013).

    [30] R. Bonifacio, L. De Salvo Souza, P. Pierini, N. Piovella. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A, 296, 358(1990).

    [31] R. Bonifacio, N. Piovella, B. W. J. McNeil. Phys. Rev. A, 44, R3441(1991).

    [32] Z. Wang, C. Feng, Z. Zhao. Phys. Rev. Accel. Beams, 20, 040701(2017).

    [33] T. Tanaka, Y. W. Parc, Y. Kida, R. Kinjo, C. H. Shim, I. S. Ko, B. Kim, D. E. Kim, E. Prat. J. Synchrotron Rad., 23, 1273(2016).

    [34] Z. Zhao, K. J. Leedle, D. S. Black, O. Solgaard, R. L. Byer, S. Fan. Phys. Rev. Lett., 127, 164802(2021).

    [35] R. Akre, D. Dowell, P. Emma, J. Frisch, S. Gilevich, G. Hays, P. Hering, R. Iverson, C. Limborg-Deprey, H. Loos, A. Miahnahri, J. Schmerge, J. Turner, J. Welch, W. White, J. Wu. Phys. Rev. ST Accel. Beams, 11, 030703(2008).

    [36] H. Zhang, W. Wang, S. Jiang, C. Li, Z. He, S. Zhang, Q. Jia, L. Wang, D. He. J. Instrum., 16, P08019(2021).

    [38] M. Borland. , “ELEGANT: A flexible SDDS-compliant code for accelerator simulation,” Advanced Photon Source LS-287 ().(2000).

    [39] C. Feng, T. Liu, S. Chen, K. Zhou, K. Zhang, Z. Qi, D. Gu, Z. Wang, Z. Jiang, X. Li, B. Wang, X. Wang, W. Zhang, L. Feng, C. Li, T. Lan, B. Li, M. Zhang, H. Deng, D. Xiang, B. Liu, Z. Zhao. Optica, 9, 785(2022).

    [40] L. Zeng, C. Feng, D. Gu, X. Wang, K. Zhang, B. Li, Z. Zhao. Fundam. Res., 2, 929(2022).

    [41] L. Zeng, C. Feng, X. Wang, K. Zhang, Z. Qi, Z. Zhao. Photonics, 7, 117(2020).

    [42] G. Geloni, E. Saldin, E. Schneidmiller, M. Yurkov. Proceedings of FEL 2007(2007).

    [43] Y. Ding, Z. Huang, D. Ratner, P. Bucksbaum, H. Merdji. Phys. Rev. ST Accel. Beams, 12, 060703(2009).

    [44] S. Reiche. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A, 429, 243(1999).

    [45] E. Roussel, E. Ferrari, E. Allaria, G. Penco, S. Di Mitri, M. Veronese, M. Danailov, D. Gauthier, L. Giannessi. Phys. Rev. Lett., 115, 214801(2015).

    [46] G. Lambert, T. Hara, D. Garzella, T. Tanikawa, M. Labat, B. Carre, H. Kitamura, T. Shintake, M. Bougeard, S. Inoue, Y. Tanaka, P. Salieres, H. Merdji, O. Chubar, O. Gobert, K. Tahara, M.-E. Couprie. Nat. Phys., 4, 296(2008).

    Tools

    Get Citation

    Copy Citation Text

    Zhen Wang, Chao Feng. Optical beat notes assisted attosecond soft X-ray pulse generation in high-gain free electron lasers[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2023, 11(3): 03000e33

    Download Citation

    EndNote(RIS)BibTexPlain Text
    Save article for my favorites
    Paper Information

    Category: Research Articles

    Received: Dec. 28, 2022

    Accepted: Feb. 14, 2023

    Posted: Feb. 14, 2023

    Published Online: May. 31, 2023

    The Author Email: Chao Feng (fengc@sari.ac.cn)

    DOI:10.1017/hpl.2023.15

    Topics