[1] E. A. Seddon, J. A. Clarke, D. J. Dunning, C. Masciovecchio, C. J. Milne, F. Parmigiani, D. Rugg, J. C. H. Spence, N. R. Thompson, K. Ueda, S. M. Vinko, J. S. Wark, W. Wurth**. Rep. Prog. Phys., 80, 115901(2017)**.

[2] N. Huang, H. Deng, B. Liu, D. Wang, Z. Zhao**. Innovation, 2, 2(2021)**.

[3] M. Dell’Angela, F. Hieke, F. Sorgenfrei, N. Gerken, M. Beye, N. Gerasimova, H. Redlin, W. Wurth**. Surf. Sci., 643, 197(2016)**.

[4] R. R. Fäustlin, T. Bornath, T. Döppner, S. Düsterer, E. Förster, C. Fortmann, S. H. Glenzer, S. Göde, G. Gregori, R. Irsig, T. Laarmann, H. J. Lee, B. Li, K. H. Meiwes-Broer, J. Mithen, B. Nagler, A. Przystawik, H. Redlin, R. Redmer, H. Reinholz, G. Röpke, F. Tavella, R. Thiele, J. Tiggesbäumker, S. Toleikis, I. Uschmann, S. M. Vinko, T. Whitcher, U. Zastrau**. B. Ziaja, and T. Tschentscher, Phys. Rev. Lett., 104, 125002(2010)**.

[5] K. C. Prince, E. Allaria, C. Callegari, R. Cucini, G. De Ninno, S. Di Mitri, B. Diviacco, E. Ferrari, P. Finetti, D. Gauthier, L. Giannessi, N. Mahne, G. Penco, O. Plekan, L. Raimondi, P. Rebernik, E. Roussel, C. Svetina, M. Trovò, M. Zangrando, M. Negro, P. Carpeggiani, M. Reduzzi, G. Sansone, A. N. Grum-Grzhimailo, E. V. Gryzlova, S. I. Strakhova, K. Bartschat, N. Douguet, J. Venzke, D. Iablonskyi, Y. Kumagai, T. Takanashi, K. Ueda, A. Fischer, M. Coreno, F. Stienkemeier, Y. Ovcharenko, T. Mazza, M. Meyer**. Nat. Photonics, 10, 176(2016)**.

[6] P. K. Maroju, C. Grazioli, M. Di Fraia, M. Moioli, D. Ertel, H. Ahmadi, O. Plekan, P. Finetti, E. Allaria, L. Giannessi, G. De Ninno, C. Spezzani, G. Penco, S. Spampinati, A. Demidovich, M. B. Danailov, R. Borghes, G. Kourousias, C. E. Sanches Dos Reis, F. Billé, A. A. Lutman, R. J. Squibb, R. Feifel, P. Carpeggiani, M. Reduzzi, T. Mazza, M. Meyer, S. Bengtsson, N. Ibrakovic, E. R. Simpson, J. Mauritsson, T. Csizmadia, M. Dumergue, S. Kühn, H. Nandiga Gopalakrishna, D. You, K. Ueda, M. Labeye, J. E. Bækhøj, K. J. Schafer, E. V. Gryzlova, A. N. Grum-Grzhimailo, K. C. Prince, C. Callegari, G. Sansone**. Nature, 578, 386(2020)**.

[7] D. NölleProceedings of the 39th International Free Electron Laser Conference. , in (), p. .**, 766(2019)**.

[8] B. Faatz, E. Plönjes, S. Ackermann, A. Agababyan, V. Asgekar, V. Ayvazyan, S. Baark, N. Baboi, V. Balandin, N. Bargen, Y. Bican, O. Bilani, J. Bödewadt, M. Böhnert, R. Böspflug, S. Bonfigt, H. Bolz, F. Borges, O. Borkenhagen, M. Brachmanski, M. Braune, A. Brinkmann, O. Brovko, T. Bruns, P. Castro, J. Chen, M. K. Czwalinna, H. Damker, W. Decking, M. Degenhardt, A. Delfs, T. Delfs, H. Deng, M. Dressel, H. T. Duhme, S. Düsterer, H. Eckoldt, A. Eislage, M. Felber, J. Feldhaus, P. Gessler, M. Gibau, N. Golubeva, T. Golz, J. Gonschior, A. Grebentsov, M. Grecki, C. Grün, S. Grunewald, K. Hacker, L. Hänisch, A. Hage, T. Hans, E. Hass, A. Hauberg, O. Hensler, M. Hesse, K. Heuck, A. Hidvegi, M. Holz, K. Honkavaara, H. Höppner, A. Ignatenko, J. Jäger, U. Jastrow, R. Kammering, S. Karstensen, A. Kaukher, H. Kay, B. Keil, K. Klose, V. Kocharyan, M. Köpke, M. Körfer, W. Kook, B. Krause, O. Krebs, S. Kreis, F. Krivan, J. Kuhlmann, M. Kuhlmann, G. Kube, T. Laarmann, C. Lechner, S. Lederer, A. Leuschner, D. Liebertz, J. Liebing, A. Liedtke, L. Lilje, T. Limberg, D. Lipka, B. Liu, B. Lorbeer, K. Ludwig, H. Mahn, G. Marinkovic, C. Martens, F. Marutzky, M. Maslocv, D. Meissner, N. Mildner, V. Miltchev, S. Molnar, D. Mross, F. Müller, R. Neumann, P. Neumann, D. Nölle, F. Obier, M. Pelzer, H. B. Peters, K. Petersen, A. Petrosyan, G. Petrosyan, L. Petrosyan, V. Petrosyan, A. Petrov, S. Pfeiffer, A. Piotrowski, Z. Pisarov, T. Plath, P. Pototzki, M. J. Prandolini, J. Prenting, G. Priebe, B. Racky, T. Ramm, K. Rehlich, R. Riedel, M. Roggli, M. Röhling, J. Rönsch-Schulenburg, J. Rossbach, V. Rybnikov, J. Schäfer, J. Schaffran, H. Schlarb, G. Schlesselmann, M. Schlösser, P. Schmid, C. Schmidt, F. Schmidt-Föhre, M. Schmitz, E. Schneidmiller, A. Schöps, M. Scholz, S. Schreiber, K. Schütt, U. Schütz, H. Schulte-Schrepping, M. Schulz, A. Shabunov, P. Smirnov, E. Sombrowski, A. Sorokin, B. Sparr, J. Spengler, M. Staack, M. Stadler, C. Stechmann, B. Steffen, N. Stojanovic, V. Sychev, E. Syresin, T. Tanikawa, F. Tavella, N. Tesch, K. Tiedtke, M. Tischer, R. Treusch, S. Tripathi, P. Vagin, P. Vetrov, S. Vilcins, M. Vogt, A. Z. Wagner, T. Wamsat, H. Weddig, G. Weichert, H. Weigelt, N. Wentowski, C. Wiebers, T. Wilksen, A. Willner, K. Wittenburg, T. Wohlenberg, J. Wortmann, W. Wurth, M. Yurkov, I. Zagorodnov, J. Zemella**. New J. Phys., 18, 062002(2016)**.

[9] J. N. GalaydaProceedings of the 9th International Particle Accelerator Conference. , in (), p. .**, 18(2018)**.

[10] Z. Zhu, Z. T. Zhao, D. Wang, Z. H. Yang, L. YinProceedings of the 38th International Free Electron Laser Conference. , , , , and , in (), p. .**, 182(2017)**.

[11] 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, O. 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. Wellhöfer, M. Wendt, I. Will, A. Winter, K. Wittenburg, W. Wurth, P. Yeates, M. V. Yurkov, I. Zagorodnov, K. Zapfe**. Nat. Photonics, 1, 336(2007)**.

[12] 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, P. Hering, Z. Huang, R. Iverson, H. Loos, M. Messerschmidt, A. Miahnahri, S. Moeller, H. D. Nuhn, G. Pile, D. Ratner, J. Rzepiela, D. Schultz, T. Smith, P. Stefan, H. Tompkins, J. Turner, J. Welch, W. White, J. Wu, G. Yocky, J. Galayda**. Nat. Photonics, 4, 641(2010)**.

[13] D. Ratner, R. Abela, J. Amann, C. Behrens, D. Bohler, G. Bouchard, C. Bostedt, M. Boyes, K. Chow, D. Cocco, F. J. Decker, Y. Ding, C. Eckman, P. Emma, D. Fairley, Y. Feng, C. Field, U. Flechsig, G. Gassner, J. Hastings, P. Heimann, Z. Huang, N. Kelez, J. Krzywinski, H. Loos, A. Lutman, A. Marinelli, G. Marcus, T. Maxwell, P. Montanez, S. Moeller, D. Morton, H. D. Nuhn, N. Rodes, W. Schlotter, S. Serkez, T. Stevens, J. Turner, D. Walz, J. Welch, J. Wu**. Phys. Rev. Lett., 114, 054801(2015)**.

[14] D. Pile**. Nat. Photonics, 5, 456(2011)**.

[15] L. H. Yu, M. Babzien, I. Ben-Zvi, L. F. DiMauro, A. Doyuran, W. Graves, E. Johnson, S. Krinsky, R. Malone, I. Pogorelsky, J. Skaritka, G. Rakowsky, L. Solomon, X. J. Wang, M. Woodle, V. Yakimenko, S. G. Biedron, J. N. Galayda, E. Gluskin, J. Jagger, V. Sajaev, I. Vasserman**. Science, 289, 932(2000)**.

[16] B. Liu, W. B. Li, J. H. Chen, Z. H. Chen, H. X. Deng, J. G. Ding, Y. Fan, G. P. Fang, C. Feng, L. Feng, Q. Gu, M. Gu, C. Guo, D. Z. Huang, M. M. Huang, W. H. Huang, Q. K. Jia, T. H. Lan, Y. B. Leng, D. G. Li, W. M. Li, X. Li, G. Q. Lin, L. Shang, L. Shen, C. X. Tang, G. L. Wang, L. Wang, R. Wang, X. T. Wang, Z. S. Wang, Z. S. Wang, H. F. Yao, K. R. Ye, L. X. Yin, L. Y. Yu, J. Q. Zhang, M. Zhang, M. Zhang, T. Zhang, W. Y. Zhang, S. P. Zhong, Q. G. Zhou, D. Wang, Z. T. Zhao**. Phys. Rev. ST Accel. Beams, 16, 020704(2013)**.

[17] E. Allaria, P. Cinquegrana, S. Cleva, D. Cocco, M. Cornacchia, P. Craievich, I. Cudin, G. D’Auria, M. Dal Forno, M. Danailov, R. De Monte, G. De Ninno, P. Delgiusto, A. Demidovich, S. Di Mitri, B. Diviacco, A. Fabris, R. Fabris, W. Fawley, M. Zangrando**. Nat. Photonics, 6, 699(2012)**.

[18] D. Xiang, G. Stupakov**. Phys. Rev. ST Accel. Beams, 12, 030702(2009)**.

[19] C. Feng, H. Deng, M. Zhang, X. Wang, S. Chen, T. Liu, K. Zhou, D. Gu, Z. Wang, Z. Jiang, X. Li, B. Wang, W. Zhang, T. Lan, L. Feng, B. Liu, Q. Gu, Y. Leng, L. Yin, D. Wang, Z. Zhao, G. Wang, D. Xiang**. Phys. Rev. Accel. Beams, 22, 050703(2019)**.

[20] Z. T. Zhao, D. Wang, J. H. Chen, Z. H. Chen, H. X. Deng, J. G. Ding, C. Feng, Q. Gu, M. M. Huang, T. H. Lan, Y. B. Leng, D. G. Li, G. Q. Lin, B. Liu, E. Prat, X. T. Wang, Z. S. Wang, K. R. Ye, L. Y. Yu, H. O. Zhang, J. Q. Zhang, M. Zhang, M. Zhang, T. Zhang, S. P. Zhong, Q. G. Zhou**. Nat. Photonics, 6, 360(2012)**.

[21] P. R. Ribič, A. Abrami, L. Badano, M. Bossi, H.-H. Braun, N. Bruchon, F. Capotondi, D. Castronovo, M. Cautero, P. Cinquegrana, M. Coreno, M. E. Couprie, I. Cudin, M. B. Danailov, G. De Ninno, A. Demidovich, S. Di Mitri, B. Diviacco, W. M. Fawley, C. Feng, M. Ferianis, E. Ferrari, L. Foglia, F. Frassetto, G. Gaio, D. Garzella, A. Ghaith, F. Giacuzzo, L. Giannessi, V. Grattoni, S. Grulja, E. Hemsing, F. Iazzourene, G. Kurdi, M. Lonza, N. Mahne, M. Malvestuto, M. Manfredda, C. Masciovecchio, P. Miotti, N. S. Mirian, I. P. Nikolov, G. M. Penco, G. Penn, L. Poletto, M. Pop, E. Prat, E. Principi, L. Raimondi, S. Reiche, E. Roussel, R. Sauro, C. Scafuri, P. Sigalotti, S. Spampinati, C. Spezzani, L. Sturari, M. Svandrlik, T. Tanikawa, M. Trovó, M. Veronese, D. Vivoda, D. Xiang, M. Zaccaria, D. Zangrando, M. Zangrando, E. M. Allaria**. Nat. Photonics, 13, 555(2019)**.

[22] A. Wituschek, L. Bruder, E. Allaria, U. Bangert, M. Binz, R. Borghes, C. Callegari, G. Cerullo, P. Cinquegrana, L. Giannessi, M. Danailov, A. Demidovich, M. Di Fraia, M. Drabbels, R. Feifel, T. Laarmann, R. Michiels, N. S. Mirian, M. Mudrich, I. Nikolov, F. H. O’Shea, G. Penco, P. Piseri, O. Plekan, K. C. Prince, A. Przystawik, P. R. Ribič, G. Sansone, P. Sigalotti, S. Spampinati, C. Spezzani, R. J. Squibb, S. Stranges, D. Uhl, F. Stienkemeier**. Nat. Commun., 11, 883(2020)**.

[23] G. Penco, G. Perosa, E. Allaria, S. Di Mitri, E. Ferrari, L. Giannessi, S. Spampinati, C. Spezzani, M. Veronese**. Phys. Rev. Accel Beams, 23, 120704(2020)**.

[24] Q. K. Jia**. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A Accel. Spectrom. Detect. Assoc. Equip., 1015, 165767(2021)**.

[25] S. Ackermann, B. Faatz, V. Grattoni, M. M. Kazemi, T. Lang, C. Lechner, G. Paraskaki, J. Zemella, G. Geloni, S. Serkez, T. Tanikawa, W. Hillert**. Phys. Rev. Accel. Beams, 23, 071302(2020)**.

[26] G. Paraskaki, V. Grattoni, T. Lang, J. Zemella, B. Faatz, W. Hillert**. Phys. Rev. Accel. Beams, 24, 034801(2021)**.

[27] D. J. Dunning, N. R. Thompson, B. W. J. McNeil**. J. Modern Opt., 58, 1362(2011)**.

[28] L. Zeng, W. L. Qin, G. Zhao, S. L. Huang, Y. T. Ding, Z. R. Huang, G. Marcus, K. X. Liu**. Chin. Phys. C, 40, 098102(2016)**.

[30] M. Labat, M. Bellaveglia, M. Bougeard, B. Carré, F. Ciocci, E. Chiadroni, A. Cianchi, M. E. Couprie, L. Cultrera, M. Del Franco, G. Di Pirro, A. Drago, M. Ferrario, D. Filippetto, F. Frassetto, A. Gallo, D. Garzella, G. Gatti, L. Giannessi, G. Lambert, A. Mostacci, A. Petralia, V. Petrillo, L. Poletto, M. Quattromini, J. V. Rau, C. Ronsivalle, E. Sabia, M. Serluca, I. Spassovsky, V. Surrenti, C. Vaccarezza, C. Vicario**. Phys. Rev. Lett., 107, 224801(2011)**.

[31] J. Yan, Z. Gao, Z. Qi, K. Zhang, K. Zhou, T. Liu, S. Chen, C. Feng, C. Li, L. Feng, T. Lan, W. Zhang, X. Wang, X. Li, Z. Jiang, B. Wang, Z. Wang, D. Gu, M. Zhang, H. Deng, Q. Gu, Y. Leng, L. Yin, B. Liu, D. Wang, Z. Zhao**. Phys. Rev. Lett., 126, 084801(2021)**.

[32] J. W. Yan, N. S. Huang, H. X. Deng, B. Liu, D. Wang, Z. T. Zhao**. Adv. Photonics, 3, 045003(2021)**.

[33] L. Giannessi, E. Allaria, L. Badano, D. Castronovo, P. Cinquegrana, P. Craievich, M. B. Danailov, G. D’Auria, A. Demidovitch, G. De Ninno, S. Di Mitri, B. Diviacco, W. M. Fawley, E. Ferrari, L. Froehlich, G. Gaio, R. Ivanov, E. Karantzoulis, B. Mahieu, N. Mahne, I. Nikolov, F. Parmigiani, G. Penco, L. Raimondi, C. Serpico, P. Sigalotti, S. Spampinati, C. Spezzani, M. Svandrlik, C. Svetina, M. Trovò, M. Veronese, D. Zangrando, M. ZangrandoProceedings of FEL2012. , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , in (), p. .**, 13(2012)**.

[34] K.-J. Kim, Z. Huang, R. Lindberg**. Synchrotron Radiation and Free-Electron Lasers: Principles of Coherent X-Ray Generation(2017)**.

[35] E. Prat, M. Calvi, R. Ganter, S. Reiche, T. Schietinger, T. Schmidt**. J. Synchrot. Radiat., 23, 861(2016)**.

[36] W. Qin, F. Curbis, J. Andersson, V. Goryashko, L. Isaksson, B. Kyle, F. Lindau, E. Mansten, M. Pop, P. Salen, H. Tarawneh, P. F. Tavares, S. Thorin, A. Vorozhtsov, S. Werin**. J. Synchrot. Radiat., 28, 707(2021)**.

[37] S. Reiche**. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A Accel. Spectrom. Detect. Associat. Equip., 429, 243(1999)**.

[38] R. Wilcox, G. Marcus, G. Penn, T. Metzger, M. SchultzeProceedings of FEL2013. , , , and , in (), p. .**, 697(2013)**.

[39] V. Balandin, N. GolubevaProceedings of 8th International Particle Accelerator Conference. and , in (), p. .**, 686(2017)**.

[40] P. Craievich, S. Di Mitri, M. Milloch, G. Penco, F. Rossi**. Phys. Rev. ST Accel. Beams, 16, 090401(2013)**.

[41] P. Craievich, S. D. Mitri, A. ZholentsProceedings of the 10th European Particle Accelerator Conference. , , and , in (), p. .**, 2880(2006)**.

[42] G. Penco, M. Danailov, A. Demidovich, E. Allaria, G. De Ninno, S. Di Mitri, W. M. Fawley, E. Ferrari, L. Giannessi, M. Trovó**. Phys. Rev. Lett., 112, 044801(2014)**.

[43] Z. Huang, D. Ratner, G. Stupakov, D. XiangProceedings of FEL2009. , , . and , in (), p. .**, 127(2009)**.

[44] K. Zhang, Z. Qi, C. Feng, H. Deng, D. Wang, Z. Zhao**. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A Accel. Spectrom. Detect. Assoc. Equip., 854, 3(2017)**.

[45] N. Kroll, P. Morton, M. Rosenbluth**. IEEE J. Quantum. Elect., 17, 1436(1981)**.

[46] E. A. Schneidmiller, M. V. Yurkov**. Phys. Rev. ST Accel. Beams, 18, 030705(2015)**.