[1] 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, and J. Galayda, Nat. Photonics, 4, 641(2010)**.

[2] 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, Y. Inubushi, T. Itoga, Y. Joti, M. Kago, T. Kameshima, H. Kimura, Y. Kirihara, A. Kiyomichi, T. Kobayashi, C. Kondo, T. Kudo, H. Maesaka, X. M. Maréchal, T. Masuda, S. Matsubara, T. Matsumoto, T. Matsushita, S. Matsui, M. Nagasono, N. Nariyama, H. Ohashi, T. Ohata, T. Ohshima, S. Ono, Y. Otake, C. Saji, T. Sakurai, T. Sato, K. Sawada, T. Seike, K. Shirasawa, T. Sugimoto, S. Suzuki, S. Takahashi, H. Takebe, K. Takeshita, K. Tamasaku, H. Tanaka, R. Tanaka, T. Tanaka, T. Togashi, K. Togawa, A. Tokuhisa, H. Tomizawa, K. Tono, S. Wu, M. Yabashi, M. Yamaga, A. Yamashita, K. Yanagida, C. Zhang, T. Shintake, H. Kitamura, N. Kumagai**. Nat. Photonics, 6, 540(2012)**.

[3] 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, P. Delgiusto, A. Demidovich, S. Di Mitri, B. Diviacco, A. Fabris, R. Fabris, W. Fawley, M. Ferianis, E. Ferrari, S. Ferry, L. Froehlich, P. Furlan, G. Gaio, F. Gelmetti, L. Giannessi, M. Giannini, R. Gobessi, R. Ivanov, E. Karantzoulis, M. Lonza, A. Lutman, B. Mahieu, M. Milloch, S. V. Milton, M. Musardo, I. Nikolov, S. Noe, F. Parmigiani, G. Penco, M. Petronio, L. Pivetta, M. Predonzani, F. Rossi, L. Rumiz, A. Salom, C. Scafuri, C. Serpico, P. Sigalotti, S. Spampinati, C. Spezzani, M. Svandrlik, C. Svetina, S. Tazzari, M. Trovo, R. Umer, A. Vascotto, M. Veronese, R. Visintini, M. Zaccaria, D. Zangrando, M. Zangrando**. Nat. Photonics, 6, 699(2012)**.

[4] 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)**.

[5] 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, Y. J. Park, J.-H. Han, Y. G. Jung, S. H. Jeong, H. G. Lee, S. Lee, S. Lee, W.-W. Lee, B. Oh, H. S. Suh, Y. W. Parc, S.-J. Park, M. H. Kim, N.-S. Jung, Y.-C. Kim, M.-S. Lee, B.-H. Lee, C.-W. Sung, I.-S. Mok, J.-M. Yang, C.-S. Lee, H. Shin, J. H. Kim, Y. Kim, J. H. Lee, S.-Y. Park, J. Kim, J. Park, I. Eom, S. Rah, S. Kim, K. H. Nam, J. Park, J. Park, S. Kim, S. Kwon, S. H. Park, K. S. Kim, H. Hyun, S. N. Kim, S. Kim, S. Hwang, M. J. Kim, C. Lim, C. Yu, B.-S. Kim, T.-H. Kang, K.-W. Kim, S.-H. Kim, H.-S. Lee, H.-S. Lee, K.-H. Park, T.-Y. Koo, D.-E. Kim, I. S. Ko**. Nat. Photonics, 11, 708(2017)**.

[6] C. J. Milne, T. Schietinger, M. Aiba, A. Alarcon, J. Alex, A. Anghel, V. Arsov, C. Beard, P. Beaud, S. Bettoni, M. Bopp, H. Brands, M. Brönnimann, I. Brunnenkant, M. Calvi, A. Citterio, P. Craievich, M. Csatari Divall, M. Dällenbach, M. D’Amico, A. Dax, Y. Deng, A. Dietrich, R. Dinapoli, E. Divall, S. Dordevic, S. Ebner, C. Erny, H. Fitze, U. Flechsig, R. Follath, F. Frei, F. Gärtner, R. Ganter, T. Garvey, Z. Geng, I. Gorgisyan, C. Gough, A. Hauff, C. P. Hauri, N. Hiller, T. Humar, S. Hunziker, G. Ingold, R. Ischebeck, M. Janousch, P. Juranić, M. Jurcevic, M. Kaiser, B. Kalantari, R. Kalt, B. Keil, C. Kittel, G. Knopp, W. Koprek, H. T. Lemke, T. Lippuner, D. Llorente Sancho, F. Löhl, C. Lopez-Cuenca, F. Märki, F. Marcellini, G. Marinkovic, I. Martiel, R. Menzel, A. Mozzanica, K. Nass, G. L. Orlandi, C. Ozkan Loch, E. Panepucci, M. Paraliev, B. Patterson, B. Pedrini, M. Pedrozzi, P. Pollet, C. Pradervand, E. Prat, P. Radi, J.-Y. Raguin, S. Redford, J. Rehanek, J. Réhault, S. Reiche, M. Ringele, J. Rittmann, L. Rivkin, A. Romann, M. Ruat, C. Ruder, L. Sala, L. Schebacher, T. Schilcher, V. Schlott, T. Schmidt, B. Schmitt, X. Shi, M. Stadler, L. Stingelin, W. Sturzenegger, J. Szlachetko, D. Thattil, D. M. Treyer, A. Trisorio, W. Tron, S. Vetter, C. Vicario, D. Voulot, M. Wang, T. Zamofing, C. Zellweger, R. Zennaro, E. Zimoch, R. Abela, L. Patthey, H.-H. Braun**. Appl. Sci., 7, 720(2017)**.

[7] P. K. Maroju, C. Grazioli, M. D. 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. S. 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. N. Gopalakrishna, D. You, K. Ueda, M. Labeye, J. E. Bækhøj, K. J. Schafer, E. V. Gryzlova, A. N. Grum-Grzhimailo, K. C. Prince**. Nature, 578, 386(2020)**.

[8] 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.-H. Braun, M. Calvi, A. Cassar, T. Celcer, M. Chergui, P. Chevtsov, C. Cirelli, A. Citterio, P. Craievich, M. C. Divall, A. Dax, M. Dehler, Y. Deng, A. Dietrich, P. Dijkstal, R. Dinapoli, S. Dordevic, S. Ebner, D. Engeler, C. Erny, V. Esposito, E. Ferrari, U. Flechsig, R. Follath, F. Frei, R. Ganter, T. Garvey, Z. Geng, A. Gobbo, C. Gough, A. Hauff, C. P. Hauri, N. Hiller, S. Hunziker, M. Huppert, G. Ingold, R. Ischebeck, M. Janousch, P. J. M. Johnson, S. L. Johnson, P. Juranić, M. Jurcevic, M. Kaiser, R. Kalt, B. Keil, D. Kiselev, C. Kittel, G. Knopp, W. Koprek, M. Laznovsky, H. T. Lemke, D. L. Sancho, F. Löhl, A. Malyzhenkov, G. F. Mancini, R. Mankowsky, F. Marcellini, G. Marinkovic, I. Martiel, F. Märki, C. J. Milne, A. Mozzanica, K. Nass, G. L. Orlandi, C. O. Loch, M. Paraliev, B. Patterson, L. Patthey, B. Pedrini, M. Pedrozzi, C. Pradervand, P. Radi, J.-Y. Raguin, S. Redford, J. Rehanek, S. Reiche, L. Rivkin, A. Romann, L. Sala, M. Sander, T. Schietinger, T. Schilcher, V. Schlott, T. Schmidt, M. Seidel, M. Stadler, L. Stingelin, C. Svetina, D. M. Treyer, A. Trisorio, C. Vicario, D. Voulot, A. Wrulich, S. Zerdane, E. Zimoch**. Nat. Photonics, 14, 748(2020)**.

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

[10] 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. Rousse, 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)**.

[11] 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)**.

[12] R. Abela, A. Alarcon, J. Alex, C. Arrell, V. Arsov, S. Bettoni, M. Bopp, C. Bostedt, H.-H. Braun, M. Calvi, T. Celcer, P. Craievich, A. Dax, P. Dijkstal, S. Dordevic, E. Ferrari, U. Flechsig, R. Follath, F. Frei, N. Gaiffi, Z. Geng, C. Gough, N. Hiller, S. Hunziker, M. Huppert, R. Ischebeck, H. Johri, P. Juranic, R. Kalt, M. Kaiser, B. Keil, C. Kittel, R. Kunzi, T. Lippuner, F. Lohl, F. Marcellini, G. Marinkovic, C. O. Loch, G. L. Orlandi, B. Patterson, C. Pradervand, M. Paraliev, M. Pedrozzi, E. Prat, P. Ranitovic, S. Reiche, C. Rosenberg, S. Sanfilippo, T. Schietinger, T. Schmidt, K. Schnorr, C. Svetina, A. Trisorio, C. Vicario, D. Voulot, U. Wagner, H. J. Worner, A. Zandonella, L. Patthey, R. Ganter**. J. Synchrotron Rad., 26, 1073(2019)**.

[13] E. Prat, M. Aiba, S. Bettoni, B. Beutner, S. Reiche, T. Schietinger**. Phys. Rev. ST Accel. Beams, 17, 104401(2014)**.

[14] M. B. Danailov, A. Demidovich, R. Ivanov, P. SigalottiProceeding s of FEL2007. , , , and , in (), p. 358.**(2007)**.

[15] D. H. Dowell, J. Castro, P. Emma, J. Frisch, S. Gilevich, G. Hays, P. Hering, C. Limborg-Deprey, H. Loos, A. Miahnahri, W. WhiteProceedings of PAC07. , , , , , , , , , , and , in (), p. 1.**(2007)**.

[17] S. Hunziker, V. R. Arsov, F. Buechi, M. G. Kaiser, A. Romann, V. Schlott, P. OrelProceedings of IBIC2014. , , , , , , and , in (), p. 29.**(2014)**.

[18] D. von der Linde**. Appl. Phys. B, 39, 201(1986)**.

[19] R. Paschotta, B. Rudin, A. Schlatter, G. J. Spühler, L. Krainer, S. C. Zeller, N. Haverkamp, H. R. Telle, U. Keller**. Appl. Phys. B, 80, 185(2005)**.

[20] V. Petit, J. L. Doualan, P. Camy, V. Menard, R. Moncorgé**. Appl. Phys. B, 78, 681(2004)**.

[21] M. Siebold, M. Hornung, R. Boedefeld, S. Podleska, S. Klingebiel, C. Wandt, F. Krausz, S. Karsch, R. Uecker, A. Jochmann, J. Hein, M. C. Kaluza**. Opt. Lett., 33, 2770(2008)**.

[22] F. Druon, S. Ricaud, D. N. Papadopoulos, A. Pellegrina, P. Camy, J. L. Monocorgé, A. Courjaud, E. Mottay, P. Georges**. Opt. Mat. Express, 1, 489(2011)**.

[24] S. Zhou, D. Ouzounov, H. Li, I. Bazarov, B. Dunham, C. Sinclair, F. W. Wise**. Appl. Opt., 46, 8488(2007)**.

[25] B. Beutner, S. ReicheProceedings of FEL2010. and , in (), p. 437.**(2010)**.

[26] A. Dax, E. Divall, C. P. Hauri, M. Huppert, A. Romann, C. Vicario, A. Cavalieri, A. Trisorio. , , , , , , , and , submitted to Opt. Express ().**(2021)**.

[27] M. Pedrozzi, M. Calvi, R. Ischebeck, S. Reiche, C. Vicario, B. D. Fell, N. ThompsonProceedings of FEL 2014. , , , , , , and , in (), p. 871.**(2014)**.

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

[29] A. Marinelli, R. Coffee, S. Vetter, P. Hering, G. N. West, S. Gilevich, A. A. Lutman, S. Li, T. Maxwell, J. Galayda, A. Fry, Z. Huang. , , , , , , , , , , , and , Phys. Rev. Lett. , ().**, 116, 254801(2016)**.

[30] P. Craievich, R. Ischebeck, F. Löhl, G. L. Orlandi, E. PratProceedings of FEL2013. , , , , and , in (), p. 236.**(2013)**.

[31] S. Boyd, L. VandenbergheConvex Optimization. and , (Cambridge University Press, 2009)..

[32] R. GanterSwissFEL Conceptual Design Report. , (Paul Scherrer Institute, 2012)..

[33] Z. Huang, A. Brachmann, F.-J. Decker, Y. Ding, D. Dowell, P. Emma, J. Frisch, S. Gilevich, G. Hays, P. Hering, R. Iverson, H. Loos, A. Miahnahri, H.-D. Nuhn, D. Ratner, G. Stupakov, J. Turner, J. Welch, W. White, J. Wu, D. Xiang. , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , and , SLAC-PUB 13854 ().**(2009)**.

[34] S. Spampinati, E. Allaria, L. Badano, S. Bassanese, S. Biedron, D. Castronovo, P. Craievich, M. B. Danailov, A. Demidovich, G. De Ninno, S. Di Mitri, B. Diviacco, M. Dal Forno, E. Ferrari, W. M. Fawley, L. Fröhlich, G. Gaio, L. Giannessi, G. Penco, C. Serpico, C. Spezzani, M. Trovò, M. Veronese, S. V. Milton, M. Svandrlik**. Phys. Rev. ST Accel. Beams, 17, 120705(2014)**.

[35] J. H. Lee, J.-H. Han, S. Lee, J. Hong, C. H. Kim, C. K. Min, I. S. Ko**. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 843, 39(2017)**.

[36] S. Serkez, W. Decking, L. Froehlich, N. Gerasimova, J. Grünert, M. Guetg, M. Huttula, S. Karabekyan, A. Koch, V. Kocharyan, Y. Kot, E. Kukk, J. Laksman, P. Lytaev, T. Maltezopoulos, T. Mazza, M. Meyer, E. Saldin, E. Schneidmiller, M. Scholz, S. Tomin, M. Vannoni, T. Wohlenberg, M. Yurkov, I. Zagorodnov, G. Geloni**. Appl. Sci., 10, 2728(2020)**.

[37] C. Callegari, A. N. Grum-Grzhimailo, K. L. Ishikawa, K. C. Prince, G. Sansone, K. Ueda**. Phys. Rep., 904, 1(2021)**.

[38] C. Ronsivalle, M. P. Anania, A. Bacci, M. Bellaveglia, E. Chiadroni, A. Cianchi, F. Ciocci, G. Dattoli, D. Di Giovenale, G. Di Pirro, M. Ferrario, G. Gatti, L. Giannessi, A. Mostacci, P. Musumeci, L. Palumbo, A. Petralia, V. Petrillo, R. Pompili, J. V. Rau, A. R. Rossi, C. Vaccarezza, F. Villa**. New J. Phys., 16, 033018(2014)**.

[39] A. Marinelli, D. Ratner, A. Lutman, J. Turner, J. Welch, F.-J. Decker, H. Loos, C. Behrens, S. Gilevich, A. A. Miahnahri, S. Vetter, T. J. Maxwell, Y. Ding, R. Coffee, S. Wakatsuki, Z. Huang**. Nat. Commun., 6, 6369(2015)**.

[40] S. Bettoni, E. Prat, S. Reiche**. Phys. Rev. Accel. Beams, 19, 050702(2016)**.

[41] A. Saa Hernandez, E. Prat, S. Reiche**. Phys. Rev. Accel. Beams, 22, 030702(2019)**.

[42] C. Vicario, S. Bettoni, A. Lutman, A. Dax, M. Huppert, A. Trisorio. , , , , , and , Phys. Rev. Accel. Beams , 060703 ().**, 24(2021)**.