High Power Laser Science and Engineering, Volume. 11, Issue 3, 03000e36(2023)

Measurement of electron beam transverse slice emittance using a focused beamline

Kangnan Jiang1,2, Ke Feng1、*, Hao Wang1, Xiaojun Yang1, Peile Bai1, Yi Xu1, Yuxin Leng1, Wentao Wang1、*, and Ruxin Li1,2、*
Author Affiliations
  • 1State Key Laboratory of High Field Laser Physics and CAS Center for Excellence in Ultra-intense Laser Science, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM), Chinese Academy of Sciences (CAS), Shanghai, China
  • 2School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai, China
  • show less
    References(46)

    [1] J. Faure, Y. Glinec, A. Pukhov, S. Kiselev, S. Gordienko, E. Lefebvre, J. P. Rousseau, F. Burgy, V. Malka. Nature, 431, 541(2004).

    [2] C. G. R. Geddes, C. Toth, J. van Tilborg, E. Esarey, C. B. Schroeder, D. Bruhwiler, C. Nieter, J. Cary, W. P. Leemans. Nature, 431, 538(2004).

    [3] S. P. D. Mangles, C. D. Murphy, Z. Najmudin, A. G. R. Thomas, J. L. Collier, A. E. Dangor, E. J. Divall, P. S. Foster, J. G. Gallacher, C. J. Hooker, D. A. Jaroszynski, A. J. Langley, W. B. Mori, P. A. Norreys, F. S. Tsung, R. Viskup, B. R. Walton, K. Krushelnick. Nature, 431, 535(2004).

    [4] J. P. Couperus, R. Pausch, A. Kohler, O. Zarini, J. M. Kramer, M. Garten, A. Huebl, R. Gebhardt, U. Helbig, S. Bock, K. Zeil, A. Debus, M. Bussmann, U. Schramm, A. Irman. Nat. Commun., 8(2017).

    [5] J. Gotzfried, A. Dopp, M. F. Gilljohann, F. M. Foerster, H. Ding, S. Schindler, G. Schilling, A. Buck, L. Veisz, S. Karsch. Phys. Rev. X, 10, 041015(2020).

    [6] L. T. Ke, K. Feng, W. T. Wang, Z. Y. Qin, C. H. Yu, Y. Wu, Y. Chen, R. Qi, Z. J. Zhang, Y. Xu, X. J. Yang, Y. X. Leng, J. S. Liu, R. X. Li, Z. Z. Xu. Phys. Rev. Lett., 126, 214801(2021).

    [7] Y. P. Wu, J. F. Hua, Z. Zhou, J. Zhang, S. Liu, B. Peng, Y. Fang, Z. Nie, X. N. Ning, C. H. Pai, Y. C. Du, W. Lu, C. J. Zhang, W. B. Mori, C. Joshi. Phys. Rev. Lett., 122, 204804(2019).

    [8] R. D’Arcy, S. Wesch, A. Aschikhin, S. Bohlen, C. Behrens, M. J. Garland, L. Goldberg, P. Gonzalez, A. Knetsch, V. Libov, A. M. de la Ossa, M. Meisel, T. J. Mehrling, P. Niknejadi, K. Poder, J. H. Rockemann, L. Schaper, B. Schmidt, S. Schroder, C. Palmer, J. P. Schwinkendorf, B. Sheeran, M. J. V. Streeter, G. Tauscher, V. Wacker, J. Osterhoff. Phys. Rev. Lett., 122, 034801(2019).

    [9] V. Shpakov, M. P. Anania, M. Bellaveglia, A. Biagioni, F. Bisesto, F. Cardelli, M. Cesarini, E. Chiadroni, A. Cianchi, G. Costa, M. Croia, A. Del Dotto, D. Di Giovenale, M. Diomede, M. Ferrario, F. Filippi, A. Giribono, V. Lollo, M. Marongiu, V. Martinelli, A. Mostacci, L. Piersanti, G. Di Pirro, R. Pompili, S. Romeo, J. Scifo, C. Vaccarezza, F. Villa, A. Zigler. Phys. Rev. Lett., 122, 114801(2019).

    [10] S. K. Barber, J. van Tilborg, C. B. Schroeder, R. Lehe, H. E. Tsai, K. K. Swanson, S. Steinke, K. Nakamura, C. G. R. Geddes, C. Benedetti, E. Esarey, W. P. Leemans. Phys. Rev. Lett., 119, 104801(2017).

    [11] W. P. Leemans, B. Nagler, A. J. Gonsalves, C. Toth, K. Nakamura, C. G. R. Geddes, E. Esarey, C. B. Schroeder, S. M. Hooker. Nat. Phys., 2, 696(2006).

    [12] W. P. Leemans, A. J. Gonsalves, H. S. Mao, K. Nakamura, C. Benedetti, C. B. Schroeder, C. Toth, J. Daniels, D. E. Mittelberger, S. S. Bulanov, J. L. Vay, C. G. R. Geddes, E. Esarey. Phys. Rev. Lett., 113, 245002(2014).

    [13] A. J. Gonsalves, K. Nakamura, J. Daniels, C. Benedetti, C. Pieronek, T. C. H. de Raadt, S. Steinke, J. H. Bin, S. S. Bulanov, J. van Tilborg, C. G. R. Geddes, C. B. Schroeder, C. Toth, E. Esarey, K. Swanson, L. Fan-Chiang, G. Bagdasarov, N. Bobrova, V. Gasilov, G. Korn, P. Sasorov, W. P. Leemans. Phys. Rev. Lett., 122, 084801(2019).

    [14] X. M. Wang, R. Zgadzaj, N. Fazel, Z. Y. Li, S. A. Yi, X. Zhang, W. Henderson, Y. Y. Chang, R. Korzekwa, H. E. Tsai, C. H. Pai, H. Quevedo, G. Dyer, E. Gaul, M. Martinez, A. C. Bernstein, T. Borger, M. Spinks, M. Donovan, V. Khudik, G. Shvets, T. Ditmire, M. C. Downer. Nat. Commun., 4(2013).

    [15] M. Turner, A. J. Gonsalves, S. S. Bulanov, C. Benedetti, N. A. Bobrova, V. A. Gasilov, P. V. Sasorov, G. Korn, K. Nakamura, J. van Tilborg, C. G. Geddes, C. B. Schroeder, E. Esarey. High Power Laser Sci. Eng., 9, e17(2021).

    [16] J. B. Svensson, D. Guenot, J. Ferri, H. Ekerfelt, I. G. Gonzalez, A. Persson, K. Svendsen, L. Veisz, O. Lundh. Nat. Phys., 17, 639(2021).

    [17] M. Kozlova, I. Andriyash, J. Gautier, S. Sebban, S. Smartsev, N. Jourdain, U. Chulagain, Y. Azamoum, A. Tafzi, J. P. Goddet, K. Oubrerie, C. Thaury, A. Rousse, K. T. Phuoc. Phys. Rev. X, 10, 011061(2020).

    [18] J. C. Wood, D. J. Chapman, K. Poder, N. C. Lopes, M. E. Rutherford, T. G. Whites, F. Albert, K. T. Behm, N. Booth, J. S. J. Bryant, P. S. Foster, S. Glanzer, E. Hill, K. Krushelnick, Z. Najmudin, B. B. Pollock, S. Rose, W. Schumaker, R. H. H. Scott, M. Sherlock, A. G. R. Thomas, Z. Zhao, D. E. Eakins, S. P. D. Mangles. Sci. Rep., 8(2018).

    [19] S. Chen, N. D. Powers, I. Ghebregziabher, C. M. Maharjan, C. Liu, G. Golovin, S. Banerjee, J. Zhang, N. Cunningham, A. Moorti, S. Clarke, S. Pozzi, D. P. Umstadter. Phys. Rev. Lett., 110, 155003(2013).

    [20] K. Khrennikov, J. Wenz, A. Buck, J. Xu, M. Heigoldt, L. Veisz, S. Karsch. Phys. Rev. Lett., 114, 195003(2015).

    [21] K. T. Phuoc, S. Corde, C. Thaury, V. Malka, A. Tafzi, J. P. Goddet, R. C. Shah, S. Sebban, A. Rousse. Nat. Photonics, 6, 308(2012).

    [22] J. M. Cole, K. T. Behm, E. Gerstmayr, T. G. Blackburn, J. C. Wood, C. D. Baird, M. J. Duff, C. Harvey, A. Ilderton, A. S. Joglekar, K. Krushelnick, S. Kuschel, M. Marklund, P. McKenna, C. D. Murphy, K. Poder, C. P. Ridgers, G. M. Samarin, G. Sarri, D. R. Symes, A. G. R. Thomas, J. Warwick, M. Zepf, Z. Najmudin, S. P. D. Mangles. Phys. Rev. X, 8, 011020(2018).

    [23] K. Nalkajima. Nat. Phys., 4, 92(2008).

    [24] W. T. Wang, K. Feng, L. T. Ke, C. H. Yu, Y. Xu, R. Qi, Y. Chen, Z. Y. Qin, Z. J. Zhang, M. Fang, J. Q. Liu, K. N. Jiang, H. Wang, C. Wang, X. J. Yang, F. X. Wu, Y. X. Leng, J. S. Liu, R. X. Li, Z. Z. Xu. Nature, 595, 516(2021).

    [25] C. Emma, J. Van Tilborg, R. Assmann, S. Barber, A. Cianchi, S. Corde, M. E. Couprie, R. D’Arcy, M. Ferrario, A. F. Habib, B. Hidding, M. J. Hogan, C. B. Schroeder, A. Marinelli, M. Labat, R. Li, J. Liu, A. Loulergue, J. Osterhoff, A. R. Maier, B. W. J. McNeil, W. Wang. High Power Laser Sci. Eng., 9, e57(2021).

    [26] K. Nakajima, J. Wheeler, G. Mourou, T. Tajima. Int. J. Mod. Phys. A, 34, 1943003(2019).

    [27] G. G. Manahan, A. F. Habib, P. Scherkl, P. Delinikolas, A. Beaton, A. Knetsch, O. Karger, G. Wittig, T. Heinemann, Z. M. Sheng, J. R. Cary, D. L. Bruhwiler, J. B. Rosenzweig, B. Hidding. Nat. Commun., 8, 15705(2017).

    [28] S. Di Mitri, M. Cornacchia. Phys. Rept. Lett., 539(2014).

    [29] C. M. S. Sears, A. Buck, K. Schmid, J. Mikhailova, F. Krausz, L. Veisz. Phys. Rev. Spec. Top. Accel. Beams, 13, 092803(2010).

    [30] A. Cianchi, M. P. Anania, M. Bellaveglia, M. Castellano, E. Chiadroni, M. Ferrario, G. Gatti, B. Marchetti, A. Mostacci, R. Pompili, C. Ronsivalle, A. R. Rossi, L. Serafini. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A, 720, 153(2013).

    [31] G. R. Plateau, C. G. R. Geddes, D. B. Thorn, M. Chen, C. Benedetti, E. Esarey, A. J. Gonsalves, N. H. Matlis, K. Nakamura, C. B. Schroeder, S. Shiraishi, T. Sokollik, J. van Tilborg, C. Toth, S. Trotsenko, T. S. Kim, M. Battaglia, T. Stohlker, W. P. Leemans. Phys. Rev. Lett., 109, 064802(2012).

    [32] M. Schnell, A. Savert, B. Landgraf, M. Reuter, M. Nicolai, O. Jackel, C. Peth, T. Thiele, O. Jansen, A. Pukhov, O. Willi, M. C. Kaluza, C. Spielmann. Phys. Rev. Lett., 108, 075001(2012).

    [33] C. Emma, A. Edelen, M. J. Hogan, B. O’Shea, G. White, V. Yakimenko. Phys. Rev. Accel. Beams, 21, 112802(2018).

    [34] M. C. Downer, R. Zgadzaj, A. Debus, U. Schramm, M. C. Kaluza. Rev. Mod. Phys., 90, 035002(2018).

    [35] S. K. Barber, J. H. Bin, A. J. Gonsalves, F. Isono, J. van Tilborg, S. Steinke, K. Nakamura, A. Zingale, N. A. Czapla, D. Schumacher, C. B. Schroeder, C. G. R. Geddes, W. P. Leemans, E. Esarey. Appl. Phys. Lett., 116, 234108(2020).

    [36] R. Weingartner, S. Raith, A. Popp, S. Chou, J. Wenz, K. Khrennikov, M. Heigoldt, A. R. Maier, N. Kajumba, M. Fuchs, B. Zeitler, F. Krausz, S. Karsch, F. Gruner. Phys. Rev. Spec. Top. Accel. Beams, 15, 111302(2012).

    [37] J. van Tilborg, S. Steinke, C. G. R. Geddes, N. H. Matlis, B. H. Shaw, A. J. Gonsalves, J. V. Huijts, K. Nakamura, J. Daniels, C. B. Schroeder, C. Benedetti, E. Esarey, S. S. Bulanov, N. A. Bobrova, P. V. Sasorov, W. P. Leemans. Phys. Rev. Lett., 115, 184802(2015).

    [38] J. Feng, Y. F. Li, J. G. Wang, D. Z. Li, C. Q. Zhu, J. H. Tan, X. T. Geng, F. Liu, L. M. Chen. High Power Laser Sci. Eng., 9, e5(2021).

    [39] X. L. Xu, J. F. Hua, F. Li, C. J. Zhang, L. X. Yan, Y. C. Du, W. H. Huang, H. B. Chen, C. X. Tang, W. Lu, P. Yu, W. An, C. Joshi, W. B. Mori. Phys. Rev. Lett., 112, 035003(2014).

    [40] A. Koehler, R. Pausch, M. Bussmann, J. P. C. Cabadag, A. Debus, J. M. Kramer, S. Schobel, O. Zarini, U. Schramm, A. Irman. Phys. Rev. Accel. Beams, 24, 091302(2021).

    [41] S. Corde, K. T. Phuoc, G. Lambert, R. Fitour, V. Malka, A. Rousse, A. Beck, E. Lefebvre. Rev. Mod. Phys., 85(2013).

    [42] M. B. Reid. J. Appl. Phys., 70, 7185(1991).

    [43] F. X. Wu, Z. X. Zhang, X. J. Yang, J. B. Hu, P. H. Ji, J. Y. Gui, C. Wang, J. C. Chen, Y. J. Peng, X. Y. Liu, Y. Q. Liu, X. M. Lu, Y. Xu, Y. X. Leng, R. X. Li, Z. Z. Xu. Opt. Laser Technol., 131, 106453(2020).

    [44] M. Kirchen, R. Lehe, S. Jalas, O. Shapoval, J. L. Vay, A. R. Maier. Phys. Rev. E, 102, 013202(2020).

    [45] S. Jalas, I. Dornmair, R. Lehe, H. Vincenti, J. L. Vay, M. Kirchen, A. R. Maier. Phys. Plasmas, 24, 033115(2017).

    [46] R. Lehe, M. Kirchen, I. A. Andriyash, B. B. Godfrey, J. L. Vay. Comput. Phys. Commun., 203, 66(2016).

    Tools

    Get Citation

    Copy Citation Text

    Kangnan Jiang, Ke Feng, Hao Wang, Xiaojun Yang, Peile Bai, Yi Xu, Yuxin Leng, Wentao Wang, Ruxin Li. Measurement of electron beam transverse slice emittance using a focused beamline[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2023, 11(3): 03000e36

    Download Citation

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

    Category: Research Articles

    Received: Nov. 9, 2022

    Accepted: Feb. 3, 2023

    Posted: Feb. 6, 2023

    Published Online: May. 29, 2023

    The Author Email: Ke Feng (fengke@siom.ac.cn), Wentao Wang (wwt1980@siom.ac.cn), Ruxin Li (ruxinli@siom.ac.cn)

    DOI:10.1017/hpl.2023.9

    Topics