[发明专利]一种采用横向梯度波荡器的偏转腔结构

摘要

本发明提供一种采用横向梯度波荡器的偏转腔结构，在传统偏转腔结构前端加置一台横向梯度波荡器，通过横向梯度波荡器引入的电子束相空间耦合作用，对三维电子束引入X‑Z或者Y‑Z方向上的耦合(取决于波荡器的摆放方向)，使电子束每个切片上均受到不同的踢力，从而消除了电子束横向尺寸对偏转腔精度的影响，提高偏转腔结构的精度，通过合理优化整台装置的参数，可以将分辨精度提升至亚非秒量级。本发明可以在不影响自由电子激光系统辐射出光的前提下，将偏转腔结构的精度提高一个量级，装置结构简单，对功率源和漂移空间长度等因素要求低。

主权项

1.一种采用横向梯度波荡器的偏转腔结构，其特征在于：在传统偏转腔装置前端加装一台横向梯度波荡器，根据束流动力学原理，横向梯度波荡器传输矩阵中的R51项会对电子束在X‑Z方向上引入相空间耦合，横向梯度波荡器传输矩阵为公式(1)，公式中Lu为加置的横向梯度波荡器总长度，τ＝LuK2α/2γ2为归一化的横向梯度波荡器梯度参数，其中K为横向梯度波荡器磁场强度，α为横向梯度波荡器的梯度，γ为电子束的中心能量，随后偏转腔会对同一切片的电子束沿着时间坐标引入不同大小的踢力，通过合理调节装置参数，电子束会被等效偏转90度，从而消除了电子束横向尺寸对传统偏转腔精度的限制，提高了装置分辨率。