Generation of harmonic oi in ondulators with multi-periodic fields
We study the undulator radiation (UR) in some elliptic undulators with account for the off-axis effects and for the multi-period magnetic fields in the undulators. The multi-period elliptic undulators with sin-sin and sin-cos magnetic fields are studied as well as helical and planar undulators with the additional multi-period magnetic component. The effect of the 3rd undulator field harmonic on the radiation of planar and helical undulators is explored. UR spectrum and harmonic intensity are obtained analytically in terms of generalized Bessel functions. The exact analytical expressions are presented for the Bessel factors, accounting for the off-axis angles. The comparison with experimental results and with numerical simulations with account for the beam energy spread in real beams and undulators confirms the validity of the analytical expressions. The generation of the 5th UR harmonic by electrons in such undulators is demonstrated. The results are applied to free electron laser (FEL) simulations to obtain strong radiation of the 5th FEL harmonic. Use of the multi-period elliptic undulators in prebunchers of high gain harmonic generation (HGHG) FELs is proposed and simulations are conducted.
Keywords
multi-period undulator,
harmonic generation,
undulator radiation,
двухчастотный ондулятор,
лазер на свободных электронах,
генерация гармоник,
ондуляторное излучение,
free-electron laserAuthors
| Zhukovsky K.V. | Lomonosov Moscow State University | zhukovsk@physics.msu.ru |
Всего: 1
References
Lee K., Mun J., Hee Park S., et al. // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. A. - 2015. - V. 776. - P. 27-33.
Жуковский К.В., Потапов И.А., Калитенко А.М. // Изв. вузов. Радиофизика. - 2018. - Т. 61. - № 3. - С. 244-260.
Tanaka T. and Kitamura H. // J. Synch. Rad. - 2001. - V. 8. - P. 1221.
Zhukovsky K. // J. Optics. - 2018. - V. 20. - No. 9. - P. 095003.
Zhukovsky K. // Opt. Commun. - 2018. - No. 418. - P. 57-64.
Zhukovsky K. // J. Appl. Phys. - 2017. - V. 122. - P. 233103.
Zhukovsky К. // J. Phys. D. - 2017. - V. 50. - P. 505601.
Жуковский К. // Изв. вузов. Физика. - 2017. - T. 60. - № 9. - P. 155-161.
Zhukovsky K. // EPL. - 2017. - V. 119. - P. 34002.
Zhukovsky K. and Potapov I. // Laser Part. Beams. - 2017. - V. 35. - P. 326.
Жуковский К.В., Калитенко А.М. // Изв. вузов. Физика. - 2019. - Т. 62. - № 2. - С. 153-160.
Dattoli G., Mikhailin V.V., Ottaviani P.L., and Zhukovsky K. // J. Appl. Phys. - 2006. - V. 100. - P. 084507.
Жуковский К.В. // ЖТФ. - 2019. - Т. 89. - Вып. 3. - С. 426-435.
Zhukovsky K. and Kalitenko A. // J. Synchrotron Rad. - 2019. - V. 26. - P. 605-606.
Zhukovsky K. and Kalitenko A. // J. Synchrotron Rad. - 2019. - V. 26. - P. 159-169.
Жуковский К.В. // Вестник МГУ. Сер. 3. Физика. Астрономия. - 2018. - № 5. - C. 18-25.
Zhukovsky K. // Opt. Commun. - 2015. - V. 353. - P. 35.
Mishra G. and Hussain Jeevakhan // Nucl. Instrum. A. 2010. - V. 621. - P. 637-642.
Zhukovsky K. // Nucl. Instrum. B. - 2016. - V. 369. - P. 9.
Hussain Jeevakhan and Mishra G. // Nucl. Instrum. A. - 2011. - V. 656. - P. 101-106.
Prakash B., Huse V., Gehlot M., et al. // Optik. - 2016. - V. 127. - P. 1639-1643.
Жуковский К.В. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. - 2015. - № 4. - C. 18-25.
Zhukovsky K. // Laser Part. Beams. - 2016. - V. 34. - P. 447.
Qika Jia // Phys. Rev. ST-AB. - 2011. - V. 14. - P. 060702.
Dattoli G., Doria A., L.Giannessi, and Ottaviani P.L. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. - 2003. - V. 507. - P. 388-391.
Konstantin Zhukovsky // J. Electromagn. Waves and Appl. - 2014. - V. 28. - Nо. 15. - P. 1869-1887.
Даттолu Д., Жуковский К.В., Михайлин В.В. // Вестник Моск. ун-та. Физика. Астрономия. - 2009. - № 5. - С. 33-38.
Sprangle P., and Smith R.A. // Phys. Rev. A. - 1980. - V. 21. - P. 293.
Margaritondo G. and Ribic P.R. // J. Synchrotron Rad. - 2011. - V. 18. - P. 101-108.
Zhukovsky K. // J. Electromagn. Wave. - 2015. - V. 29. - P. 132.
Dattoli G., Mikhailin V.V., and Zhukovsky K. // J. Appl. Phys. - 2008. - V. 104. - P. 124507-1- 124507-8.
Kroll N.M. and McMullin W.A. // Phys. Rev. A. - 1978. - V. 17. - P. 300.
Colson W.B. // Nucl. Instrum. Methods. A. - 1997. - V. 393. - P. 82.
Алферов Д.Ф., Башмаков Ю.А., Бессонов Е.Г. // ЖТФ. - 1973. - Т. 43. - Вып. 10. - С. 2126- 2132.
Алферов Д.Ф., Башмаков Ю.А., Черенков П.А. // УФН. - 1989. - Т. 157. - Вып. 3. - C. 389.
Арцимович Л.А., Померанчук И.Я. // ЖЭТФ. - 1946. - Т. 16. - С. 379.
Тернов И.М., Михайлин В.В., Халилов В.Р. Синхротронное излучение и его применения. - М.: Изд-во МГУ, 1980.
Багров В.Г., Бисноватый-Коган Г.С., Бордовицын В.А. и др. Теория излучения релятивистских частиц. - М.: Физматлит, 2002. - 575 с.
Motz H., Thon W., and Whitehurst R.N.J. // Appl. Phys. - 1953. - V. 24. - P. 826.
Гинзбург В.Л. // Изв. АН СССР. Физика. - 1947. - Т. 11. - С. 1651.
