High Power Laser Science and Engineering, Volume. 12, Issue 5, 05000e60(2024)

Tunable X-ray frequency comb generation at the Shanghai soft X-ray Free-Electron Laser facility

Lanpeng Ni1...3,4, Yaozong Xiao1,3, Zheng Qi2,*, Chao Feng2,3,*, and Zhentang Zhao23 |Show fewer author(s)
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
  • 4Zhangjiang Laboratory, Shanghai, China
  • show less
    References(49)

    [1] T. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch. Nature, 416, 233(2002).

    [2] S. A. Diddams, T. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, D. J. Wineland. Science, 293, 825(2001).

    [3] S. M. Cavaletto, Z. Harman, C. Ott, C. Buth, T. Pfeifer, C. H. Keitel. Nat. Photonics, 8, 520(2014).

    [4] I. Coddington, N. Newbury, W. Swann. Optica, 3, 414(2016).

    [5] T. Wilken, G. L. Curto, R. A. Probst, T. Steinmetz, A. Manescau, L. Pasquini, J. I. G. Hernández, R. Rebolo, T. W. Hänsch, T. Udem, R. Holzwarth. Nature, 485, 611(2012).

    [6] M. T. Murphy, T. Udem, R. Holzwarth, A. Sizmann, L. Pasquini, C. Araujo-Hauck, H. Dekker, S. D’Odorico, M. Fischer, T. W. Hänsch, A. Manescau. Mon. Not. R Astron. Soc., 380, 839(2007).

    [7] M. Tan, X. Xu, A. Boes, B. Corcoran, J. Wu, T. G. Nguyen, S. T. Chu, B. E. Little, R. Morandotti, A. Mitchell, D. J. Moss. J. Lightwave Technol., 38, 6221(2020).

    [8] D. A. Braje, M. S. Kirchner, S. Osterman, T. Fortier, S. A. Diddams. Eur. Phys. J. D, 48, 57(2008).

    [9] Y. Geng, X. Huang, W. Cui, Y. Ling, B. Xu, J. Zhang, X. Yi, B. Wu, S.-W. Huang, K. Qiu, C. W. Wong, H. Zhou. Opt. Lett., 43, 2406(2018).

    [10] R. Zhou, S. Latkowski, J. O’Carroll, R. Phelan, L. P. Barry, P. Anandarajah. Opt. Express, 19, B415(2011).

    [11] L. J. P. Ament, M. van Veenendaal, T. P. Devereaux, J. P. Hill, J. van den Brink. Rev. Mod. Phys., 83, 705(2011).

    [12] J. Pfeifle, V. Brasch, M. Lauermann, Y. Yu, D. Wegner, T. Herr, K. Hartinger, P. Schindler, J. Li, D. Hillerkuss, R. Schmogrow, C. Weimann, R. Holzwarth, W. Freude, J. Leuthold, T. J. Kippenberg, C. Koos. Nat. Photonics, 8, 375(2014).

    [13] F. Quinlan, S. Ozharar, S. Gee, P. J. Delfyett. J. Opt. A: Pure Appl. Opt., 103001(2009).

    [14] T. Jung, J.-L. Shen, D. T. K. Tong, S. Murthy, M. C. Wu, T. Tanbun-Ek, W. Wang, R. Lodenkamper, R. Davis, L. J. Lembo, J. C. Brock. IEEE Trans. Microw. Theory Tech., 47, 1225(1999).

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

    [16] D. C. Yost, T. R. Schibli, J. Ye, J. L. Tate, J. Hostetter, M. B. Gaarde, K. J. Schafer. Nat. Phys., 5, 815(2009).

    [17] D. C. Yost, A. Cingöz, T. K. Allison, A. Ruehl, M. E. Fermann, I. Hartl, J. Ye. Opt. Express, 19, 23483(2011).

    [18] H. S. Kang. J. Korean Phys. Soc., 80, 684(2022).

    [19] 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).

    [20] S. Gerber, H. Jang, H. Nojiri, S. Matsuzawa, H. Yasumura, D. A. Bonn, R. Liang, W. N. Hardy, Z. Islam, A. Mehta, S. Song, M. Sikorski, D. Stefanescu, Y. Feng, S. A. Kivelson, T. P. Devereaux, Z.-X. Shen, C.-C. Kao, W.-S. Lee, D. Zhu, J.-S. Lee. Science, 350, 949(2015).

    [21] Y. Kang, X. E. Zhou, X. Gao, Y. He, W. Liu, A. Ishchenko, A. Barty, T. A. White, O. Yefanov, G. W. Han, Q. Xu, P. W. de Waal, J. Ke, M. H. E. Tan, C. Zhang, A. Moeller, G. M. West, B. D. Pascal, N. Van Eps, L. N. Caro, S. A. Vishnivetskiy, R. J. Lee, K. M. Suino-Powell, X. Gu, K. Pal, J. Ma, X. Zhi, S. Boutet, G. J. Williams, M. Messerschmidt, C. Gati, N. A. Zatsepin, D. Wang, D. James, S. Basu, S. Roy-Chowdhury, C. E. Conrad, J. Coe, H. Liu, S. Lisova, C. Kupitz, I. Grotjohann, R. Fromme, Y. Jiang, M. Tan, H. Yang, J. Li, M. Wang, Z. Zheng, D. Li, N. Howe, Y. Zhao, J. Standfuss, K. Diederichs, Y. Dong, C. S. Potter, B. Carragher, M. Caffrey, H. Jiang, H. N. Chapman, J. C. H. Spence, P. Fromme, U. Weierstall, O. P. Ernst, V. Katritch, V. V. Gurevich, P. R. Griffin, W. L. Hubbell, R. C. Stevens, V. Cherezov, K. Melcher, H. E. Xu. Nature, 523, 561(2015).

    [22] H. Öström, H. Öberg, H. Xin, J. LaRue, M. Beye, M. Dell’Angela, J. Gladh, M. L. Ng, J. A. Sellberg, S. Kaya, G. Mercurio, D. Nordlund, M. Hantschmann, F. Hieke, D. Kühn, W. F. Schlotter, G. L. Dakovski, J. J. Turner, M. P. Minitti, A. Mitra, S. P. Moeller, A. Föhlisch, M. Wolf, W. Wurth, M. Persson, J. K. Nørskov, F. Abild-pedersen, H. Ogasawara, L. G. M. Pettersson, A. Nilsson. Science, 347, 978(2015).

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

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

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

    [26] J. Feldhaus, E. L. Saldin, J. R. Schneider, E. A. Schneidmiller, M. V. Yurkov. Opt. Commun., 140, 341(1997).

    [27] G. Geloni, V. Kocharyan, E. Saldin. J. Mod. Opt., 58, 1391(2011).

    [28] C. Feng, H. X. Deng. Nucl. Sci. Techn., 29, 214(2018).

    [29] L. H. Yu. Phys. Rev. A, 44, 5178(1991).

    [30] L. H. Yu, J. Wu. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 483, 493(2002).

    [31] G. Stupakov. Phys. Rev. Lett., 102, 074801(2009).

    [32] D. Xiang, G. Stupakov. Phys. Rev. Spec. Top. Accel. Beams, 12, 030702(2009).

    [33] 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).

    [34] 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).

    [35] 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).

    [36] 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).

    [37] D. Xiang, Y. Ding, T. Raubenheimer, J. Wu. Phys. Rev. Spec. Top. Accel. Beams, 15, 050707(2012).

    [38] C. Feng, J. Chen, Z. Zhao. Phys. Rev. Spec. Top. Accel. Beams, 15, 080703(2012).

    [39] 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. N. 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).

    [40] X. Xu, H. Zhang, B. Li, C. Li, Z. Guo, J. Li, Z. He. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 1055, 168530(2023).

    [41] 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(2021).

    [42] Y. Kang, Z. Wang, K. Zhang, C. Feng. Photonics, 10, 133(2023).

    [43] K. Zhang, Y. Kang, T. Liu, Z. Wang, C. Feng, W. Fang, Z. Zhao. Appl. Sci., 11, 11850(2021).

    [44] A. S. Weling, D. H. Auston. J. Opt. Soc. Am. B, 13, 2783(1996).

    [45] K.-J. Kim, Z. Huang, R. Lindberg. Synchrotron Radiation and Free-Electron Lasers, 190(2017).

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

    [47] Y. Xiao, C. Feng, B. Liu. Ultrafast Sci., 2022, 9812478(2022).

    [48] Y. Jiao, J. Wu, Y. Cai, A. W. Chao, W. M. Fawley, J. Frisch, Z. Huang, H. D. Nuhn, C. Pellegrini, S. Reiche. Phys. Rev. Spec. Top. Accel. Beams, 15, 050704(2012).

    [49] E. A. Schneidmiller. Phys. Rev. Accel. Beams, 25, 010701(2022).

    Tools

    Get Citation

    Copy Citation Text

    Lanpeng Ni, Yaozong Xiao, Zheng Qi, Chao Feng, Zhentang Zhao. Tunable X-ray frequency comb generation at the Shanghai soft X-ray Free-Electron Laser facility[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2024, 12(5): 05000e60

    Download Citation

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

    Category: Research Articles

    Received: Apr. 17, 2024

    Accepted: Jun. 3, 2024

    Published Online: Nov. 6, 2024

    The Author Email: Zheng Qi (qiz@sari.ac.cn), Chao Feng (fengc@sari.ac.cn)

    DOI:10.1017/hpl.2024.37

    CSTR:32185.14.hpl.2024.37

    Topics