High Power Laser Science and Engineering, Volume. 13, Issue 4, 04000e54(2025)

Femtosecond precision synchronization system for SHINE

Bowei Wu1,3, Jinguo Wang2, Wenyan Zhang2, Lie Feng2, Xingtao Wang2, and Bo Liu2
Author Affiliations
  • 1Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
  • 2Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
  • 3University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
  • show less
    References(61)

    [1] T. Shintake, H. Tanaka, T. Hara, T. Tanaka, K. Togawa, M. Yabashi, Y. Otake, Y. Asano, T. Bizen, T. Fukui. Nat. Photonics, 2, 555(2008).

    [2] P. Emma, R. Akre, J. Arthur, R. Bionta, C. Bostedt, J. Bozek, A. Brachmann, P. Bucksbaum, R. Coffee, F.-J. Decker. Nat. Photonics, 4, 641(2010).

    [3] 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, J. Dardis, W. Decking, H. Delsim-Hashemi, A. Delserieys, G. Di Pirro, M. Dohlus, S. Düsterer, A. Eckhardt, H. T. Edwards, B. Faatz, J. Feldhaus, K. Flöttmann, J. Frisch, L. Fröhlich, T. Garvey, U. Gensch, C. Gerth, M. Görler, N. Golubeva, H. J. Grabosch, M. Grecki, O. Grimm, K. Hacker, U. Hahn, J. H. Han, K. Honkavaara, T. Hott, M. Hüning, Y. Ivanisenko, E. Jaeschke, W. Jalmuzna, T. Jezynski, R. Kammering, V. Katalev, K. Kavanagh, E. T. Kennedy, S. Khodyachykh, K. Klose, V. Kocharyan, M. Körfer, M. Kollewe, W. Koprek, S. Korepanov, D. Kostin, M. Krassilnikov, G. Kube, M. Kuhlmann, C. L. S. Lewis, L. Lilje, T. Limberg, D. Lipka, F. Löhl, H. Luna, M. Luong, M. Martins, M. Meyer, P. Michelato, V. Miltchev, W. D. Möller, L. Monaco, W. F. O. Müller, A. Napieralski, O. Napoly, P. Nicolosi, D. Nölle, T. Nuñez, A. Oppelt, C. Pagani, R. Paparella, N. Pchalek, J. Pedregosa-Gutierrez, B. Petersen, B. Petrosyan, G. Petrosyan, L. Petrosyan, J. Pflüger, E. Plönjes, L. Poletto, K. Pozniak, E. Prat, D. Proch, P. Pucyk, P. Radcliffe, H. Redlin, K. Rehlich, M. Richter, M. Roehrs, J. Roensch, R. Romaniuk, M. Ross, J. Rossbach, V. Rybnikov, M. Sachwitz, E. L. Saldin, W. Sandner, H. Schlarb, B. Schmidt, M. Schmitz, P. Schmüser, J. R. Schneider, E. A. Schneidmiller, S. Schnepp, S. Schreiber, M. Seidel, D. Sertore, A. V. Shabunov, C. Simon, S. Simrock, E. Sombrowski, A. A. Sorokin, P. Spanknebel, R. Spesyvtsev, L. Staykov, B. Steffen, F. Stephan, F. Stulle, H. Thom, K. Tiedtke, M. Tischer, S. Toleikis, R. Treusch, D. Trines, I. Tsakov, E. Vogel, T. Weiland, H. Weise, M. Wellhöffer, M. Wendt, I. Will, A. Winter, K. Wittenburg, W. Wurth, P. Yeates, M. V. Yurkov, I. Zagorodnov, K. Zapfe. Nat. Photonics, 1(2007).

    [4] T. Liu, N. Huang, H. Yang, Z. Qi, K. Zhang, Z. Gao, S. Chen, C. Feng, W. Zhang, H. Luo. Front. Phys., 11, 1172368(2023).

    [5] C. Pellegrini, J. Stöhr. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A, 500, 33(2003).

    [6] H. N. Chapman, J. C. H. Spence. Acta Crystallogr. A Found. Adv., 66, S8(2010).

    [7] L. Redecke, K. Nass, D. P. DePonte, T. A. White, D. Rehders, A. Barty, F. Stellato, M. Liang, T. R. M. Barends, S. Boutet, G. J. Williams, M. Messerschmidt, M. M. Seibert, A. Aquila, D. Arnlund, S. Bajt, T. Barth, M. J. Bogan, C. Caleman, T.-C. Chao, R. B. Doak, H. Fleckenstein, M. Frank, R. Fromme, L. Galli, I. Grotjohann, M. S. Hunter, L. C. Johansson, S. Kassemeyer, G. Katona, R. A. Kirian, R. Koopmann, C. Kupitz, L. Lomb, A. V. Martin, S. Mogk, R. Neutze, R. L. Shoeman, J. Steinbrener, N. Timneanu, D. Wang, U. Weierstall, N. A. Zatsepin, J. C. H. Spence, P. Fromme, I. Schlichting, M. Duszenko, C. Betzel, H. N. Chapman. Science, 339, 227(2013).

    [8] B. Rudek, S. K. Son, L. Foucar, S. W. Epp, B. Erk, R. Hartmann, M. Adolph, R. Andritschke, A. Aquila, N. Berrah, C. Bostedt, J. Bozek, N. Coppola, F. Filsinger, H. Gorke, T. Gorkhover, H. Graafsma, L. Gumprecht, A. Hartmann, G. Hauser, S. Herrmann, H. Hirsemann, P. Holl, A. Hömke, L. Journel, C. Kaiser, N. Kimmel, F. Krasniqi, K. U. Kühnel, M. Matysek, M. Messerschmidt, D. Miesner, T. Möller, R. Moshammer, K. Nagaya, B. Nilsson, G. Potdevin, D. Pietschner, C. Reich, D. Rupp, G. Schaller, I. Schlichting, C. Schmidt, F. Schopper, S. Schorb, C. D. Schröter, J. Schulz, M. Simon, H. Soltau, L. Strüder, K. Ueda, G. Weidenspointner, R. Santra, J. Ullrich, A. Rudenko, D. Rolles. Nat. Photonics, 6, 858(2012).

    [9] S. M. Vinko, O. Ciricosta, B. I. Cho, K. Engelhorn, H. K. Chung, C. R. D. Brown, T. Burian, J. Chalupsky, R. W. Falcone, C. Graves, V. Hájková, A. Higginbotham, L. Juha, J. Krzywinski, H. J. Lee, M. Messerschmidt, C. D. Murphy, Y. Ping, A. Scherz, W. Schlotter, S. Toleikis, J. J. Turner, L. Vysin, T. Wang, B. Wu, U. Zastrau, D. Zhu, R. W. Lee, P. A. Heimann, B. Nagler, J. S. Wark. Nature, 482, 59(2012).

    [10] J. Kim, J. A. Cox, J. Chen, F. X. Kaertner. Nat. Photonics, 2, 733(2008).

    [11] K. Şafak, M. Xin, M. Y. Peng, F. X. Kärtner. Sci. Rep., 8, 11948(2018).

    [12] M. Xin, K. Safak, F. X. Kaertner. Optica, 5, 1564(2018).

    [13] M. Xin, K. Şafak, M. Y. Peng, P. T. Callahan, A. Kalaydzhyan, W. Wang, K. Shtyrkova, Q. Zhang, S.-H. Chia, B. Jones. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A, 907, 169(2018).

    [14] J. Kim, F. Ilday, F. Kärtner, O. Mücke, M. Perrott, W. Graves, D. Moncton, T. ZwartProceedings of the FEL Conference. , , , , , , , and , in (), p. ., 339(2004).

    [15] S. Schulz, I. Grguraš, C. Behrens, H. Bromberger, J. Costello, M. K. Czwalinna, M. Felber, M. Hoffmann, M. Ilchen, H. Liu. Nat. Commun., 6, 5938(2015).

    [16] M. Felber, L. Butkowski, M. Czwalinna, M. Fenner, C. Gerth, M. Heuer, M. Killenberg, T. Lamb, U. Mavrič, J. MuellerProceedings of the 37th International Free Electron Laser Conference. , , , , , , , , , and , in (), p. ., 115(2015).

    [17] T. Lamb, M. Czwalinna, M. Felber, C. Gerth, T. Kozak, J. Müller, H. Schlarb, S. Schulz, C. Sydlo, M. TitberidzeProceedings of the 10th International Particle Accelerator Conference. , , , , , , , , , and , in (), p. ., 3835(2019).

    [18] S. Schulz, M. Czwalinna, M. Felber, M. Fenner, C. Gerth, T. Kozak, T. Lamb, B. Lautenschlager, F. Ludwig, U. MavricProceedings of the 39th International Free Electron Laser Conference. , , , , , , , , , and , in (), p. ., 318(2019).

    [19] J. Byrd, G. Huang, R. Wilcox, B. Hill, A. FryProceedings of the 3rd International Particle Accelerator Conference. , , , , and , in (), p. ., 2176(2012).

    [20] K. Şafak, S. Droste, H. P. H. Cheng, A. Dai, K. Gumerlock, A. Berlin, S. Bhat, M. Neuhaus, J. Paradowski, F. OkrentCLEO: Science and Innovations. , , , , , , , , , and , in (), paper SM2N.5.(2020).

    [21] E. Prat, R. Abela, M. Aiba, A. Alarcon, J. Alex, Y. Arbelo, C. Arrell, V. Arsov, C. Bacellar, C. Beard. Nat. Photonics, 14, 748(2020).

    [22] K. Şafak, H. P. H. Cheng, A. Dai, M. Kaiser, V. Arsov, A. Berlin, E. Cano, W. Nasimzada, M. Neuhaus, P. SchiepelCLEO: Applications and Technology. , , , , , , , , , and , in (), paper JTh2A.100.(2019).

    [23] T. Ishikawa, H. Aoyagi, T. Asaka, Y. Asano, N. Azumi, T. Bizen, H. Ego, K. Fukami, T. Fukui, Y. Furukawa. Nat. Photonics, 6, 540(2012).

    [24] E. Allaria, R. Appio, L. Badano, W. Barletta, S. Bassanese, S. Biedron, A. Borga, E. Busetto, D. Castronovo, P. Cinquegrana. Nat. Photonics, 6, 699(2012).

    [25] H.-S. Kang, C.-K. Min, H. Heo, C. Kim, H. Yang, G. Kim, I. Nam, S. Y. Baek, H.-J. Choi, G. Mun. Nat. Photonics, 11, 708(2017).

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

    [27] L. Feng, W. Zhang, J. Wang, C. Li, X. Wang, B. LiuProceedings of the 12th International Particle Accelerator Conference. , , , , , and , in (), p. ., 4406(2021).

    [28] C. Sydlo, F. Zummack, J. Mueller, M. Felber, M. Czwalinna, C. Gerth, H. Schlarb, G. S. JablonskiProceedings of the 37th International Free Electron Laser Conference. , , , , , , , and , in (), p. ., 669(2015).

    [29] J.-G. Wang, B. Liu. Nucl. Sci. Tech., 30, 113(2019).

    [30] F. Löhl, V. Arsov, M. Felber, K. Hacker, W. Jalmuzna, B. Lorbeer, F. Ludwig, K. H. Matthiesen, H. Schlarb, B. Schmidt, P. Schmüser, S. Schulz, J. Szewinski, A. Winter, J. Zemella. Phys. Rev. Lett., 104, 144801(2010).

    [31] H. Li, L. J. Chen, H. P. H. Cheng, J. E. May, S. Smith, K. Muehlig, A. Uttamadoss, J. C. Frisch, A. R. Fry, F. X. Kärtner, P. H. Bucksbaum. Opt. Lett., 39, 5325(2014).

    [32] V. Arsov, M. Felber, F. Löhl, B. Lorbeer, F. Ludwig, K. Matthiesen, H. Schlarb, B. Schmidt, A. W. D. Elektronen-SynchrotronProceedings of the 11th European Particle Accelerator Conference. , , , , , , , , and , in (), p. 3366.(2008).

    [33] T. Schibli, J. Kim, O. Kuzucu, J. Gopinath, S. Tandon, G. Petrich, L. Kolodziejski, J. Fujimoto, E. Ippen, F. Kaertner. Opt. Lett., 28, 947(2003).

    [34] A. J. Benedick, J. G. Fujimoto, F. X. Kärtner. Nat. Photonics, 6, 97(2012).

    [35] M. C. Divall, M. Kaiser, S. Hunziker, C. Vicario, B. Beutner, T. Schietinger, M. Lüthi, M. Pedrozzi, C. P. Hauri. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A, 735, 471(2014).

    [36] M. Csatari Divall, P. Mutter, E. J. Divall, C. P. Hauri. Opt. Express, 23, 29929(2015).

    [37] P. Sigalotti, P. Cinquegrana, A. Demidovich, R. Ivanov, I. Nikolov, G. Kurdi, M. Danailov. Proc. SPIE, 8778, 87780Q(2013).

    [38] B. Ning, S. Y. Zhang, D. Hou, J. T. Wu, Z. B. Li, J. Y. Zhao. Sci. Rep., 4, 5109(2014).

    [39] T. K. Kim, Y. Song, K. Jung, C. Kim, H. Kim, C. H. Nam, J. Kim. Opt. Lett., 36, 4443(2011).

    [40] J. Wang, B. Liu, B. Wu12th International Beam Instrumentation Conference. , , and , in (), p. ., 151(2023).

    [41] J. J. McFerran, E. N. Ivanov, A. Bartels, G. Wilpers, C. W. Oates, S. A. Diddams, L. Hollberg. Electron. Lett., 41, 1(2005).

    [42] T. M. Fortier, F. Quinlan, A. Hati, C. Nelson, J. A. Taylor, Y. Fu, J. Campbell, S. A. Diddams. Opt. Lett., 38, 1712(2013).

    [43] M. Titberidze, M. Felber, T. Lamb, R. Loch, C. Sydlo, H. Schlarb. J. Phys. Conf. Ser., 874, 012085(2017).

    [44] W. Zhang, T. Li, M. Lours, S. Seidelin, G. Santarelli, Y. Le Coq. Appl. Phys. B, 106, 301(2012).

    [45] J. Kim, F. X. Kartner, F. Ludwig. Opt. Lett., 31, 3659(2006).

    [46] M. Y. Peng, A. Kalaydzhyan, F. X. Kärtner. Opt. Express, 22, 27102(2014).

    [47] K. Jung, J. Kim. Opt. Lett., 37, 2958(2012).

    [48] J. Kim, F. X. Kärtner, M. H. Perrott. Opt. Lett., 29, 2076(2004).

    [49] K. Jung, J. KimIEEE International Frequency Control Symposium. and , in (), p. ., 1(2012).

    [50] W. Y. Zhang, X. Q. Liu, L. Feng, T. H. Lan, X. T. Wang, B. Liu. Nucl. Sci. Tech., 29, 91(2018).

    [51] C.-G. Jeon, Y. Na, B.-W. Lee, J. Kim. Opt. Lett., 43, 3997(2018).

    [52] J.-W. Kim. High-precision optical and microwave signal synthesis and distribution(2007).

    [53] J. Kim, J. Chen, Z. Zhang, F. N. C. Wong, F. X. Kaertner, F. Loehl, H. Schlarb. Opt. Lett., 32, 1044(2007).

    [54] W. Thomes, F. LaRocca, R. Switzer, M. Ott, R. Chuska, S. Macmurphy. Proc. SPIE, 7070, 70700A(2008).

    [55] K. Safak, M. Xin, M. Y. Peng, P. T. Callahan, F. X. KärtnerIEEE International Frequency Control Symposium. , , , , and , in (), p. ., 1(2014).

    [56] M. Xin, K. Şafak, M. Y. Peng, P. T. Callahan, F. X. Kärtner. Opt. Express, 22, 14904(2014).

    [57] K. Şafak, M. Xin, P. Callahan, M. Peng, F. Kärtner. Struct. Dyn., 2, 041715(2015).

    [58] K. Safak, M. Xin, Q. Zhang, S.-H. Chia, O. D. Muecke, F. X. Kaertner. Opt. Express, 24, 21752(2016).

    [59] A. H. Nejadmalayeri, F. N. Wong, T. D. Roberts, P. Battle, F. X. Kärtner. Opt. Lett., 34, 2522(2009).

    [60] P. T. Callahan, K. Safak, P. Battle, T. D. Roberts, F. X. Kärtner. Opt. Express, 22, 9749(2014).

    [61] M. Xin, K. Şafak, M. Y. Peng, A. Kalaydzhyan, W.-T. Wang, O. D. Mücke, F. X. Kärtner. Light Sci. Appl., 6, e16187(2017).

    Tools

    Get Citation

    Copy Citation Text

    Bowei Wu, Jinguo Wang, Wenyan Zhang, Lie Feng, Xingtao Wang, Bo Liu. Femtosecond precision synchronization system for SHINE[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2025, 13(4): 04000e54

    Download Citation

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

    Category: review

    Received: Nov. 15, 2024

    Accepted: Feb. 20, 2025

    Posted: Feb. 26, 2025

    Published Online: Aug. 22, 2025

    The Author Email:

    DOI:10.1017/hpl.2025.19

    CSTR:32185.14.hpl.2025.19

    Topics