Optical beat notes assisted attosecond soft X-ray pulse generation in high-gain free electron lasers

Zhen Wang; Chao Feng

doi:10.1017/hpl.2023.15

[1] M. Hentschel, R. Kienberger, C. Spielmann, G. A. Reider, N. Milosevic, T. Brabec, P. Corkum, U. Heinzmann, M. Drescher, F. Krausz. Nature, 414, 509(2001).

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

[3] G. Sansone, E. Benedetti, F. Calegari, C. Vozzi, L. Avaldi, R. Flammini, L. Poletto, P. Villoresi, C. Altucci, R. Velotta, S. Stagira, S. DeSilvestri, M. Nisoli. Science, 314, 443(2006).

[4] F. Ferrari, F. Calegari, M. Lucchini, C. Vozzi, S. Stagira, G. Sansone, M. Nisoli. Nat. Photon., 4, 875(2010).

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

[6] 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 et al. Nat. Photon., 1, 336(2007).

[7] 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, Z. Huang Ph. Hering et al. Nat. Photon., 4, 641(2009).

[8] 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 et al. Nat. Photon., 6, 540(2012).

[9] 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 et al. Nat. Photon., 6, 699(2012).

[10] E. Allaria, D. Castronovo, P. Cinquegrana, P. Craievich, M. Dal Forno, M. B. Danailov, G. D'Auria, A. Demidovich, G. De Ninno, S. Di Mitri, B. Diviacco, W. M. Fawley, M. Ferianis, E. Ferrari, L. Froehlich, G. Gaio, D. Gauthier, L. Giannessi, R. Ivanov, B. Mahieu et al. Nat. Photon., 7, 913(2013).

[11] 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 et al. Nat. Photon., 11, 708(2017).

[12] 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. Braun, M. Calvi, A. Cassar, T. Celcer, M. Chergui, P. Chevtsov et al. Nat. Photon., 14, 748(2020).

[13] W. Decking, S. Abeghyan, P. Abramian, A. Abramsky, A. Aguirre, C. Albrecht, P. Alou, M. Altarelli, P. Altmann, K. Amyan, V. Anashin, E. Apostolov, K. Appel, D. Auguste, V. Ayvazyan, S. Baark, F. Babies, N. Baboi, P. Bak, V. Balandin et al. Nat. Photon., 14, 391(2020).

[14] Z. T. Zhao, D. Wang, Q. Gu, L. Yin, M. Gu, Y. Leng, B. Liu. Appl. Sci., 7, 607(2017).

[15] 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(2022).

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

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

[18] M. Fuchs, M. Trigo, J. Chen, S. Ghimire, S. Shwartz, M. Kozina, M. Jiang, T. Henighan, C. Bray, G. Ndabashimiye, P. H. Bucksbaum, Y. Feng, S. Herrmann, G. A. Carini, J. Pines, P. Hart, C. Kenney, S. Guillet, S. Boutet, G. J. Williams, M. Messerschmidt, M. M. Seibert, S. Moeller, J. B. Hastings, D. A. Reis. Nat. Phys., 11, 964(2015).

[19] A. Aquila, A. Barty, C. Bostedt, S. Boutet, G. Carini, D. dePonte, P. Drell, S. Doniach, K. H. Downing, T. Earnest, H. Elmlund, V. Elser, M. Gühr, J. Hajdu, J. Hastings, S. P. Hau-Riege, Z. Huang, E. E. Lattman, F. R N C Maia, S. Marchesin, A. Ourmazd, C. Pellegrini, R. Santra, I. Schlichting, C. Schroer, J. C. H. Spence, I. A. Vartanyants, S. Wakatsuki, W. I. Weis, G. J. Williams. Struct. Dyn., 2, 041701(2015).

[20] Y. Ding, A. Brachmann, F.-J. Decker, D. Dowell, P. Emma, J. Frisch, S. Gilevich, G. Hays, Z. Huang Ph. Hering, R. Iverson, H. Loos, A. Miahnahri, H.-D. Nuhn, D. Ratner, J. Turner, J. Welch, W. White, J. Wu. Phys. Rev. Lett., 102, 254801(2009).

[21] P. Emma, K. Bane, M. Cornacchia, Z. Huang, H. Schlarb, G. Stupakov, D. Walz. Phys. Rev. Lett., 92, 074801(2004).

[22] S. Huang, Y. Ding, Z. Huang, J. Qiang. Phys. Rev. ST Accel. Beams, 17, 120703(2014).

[23] A. A. Zholents. Phys. Rev. ST Accel. Beams, 8, 040701(2005).

[24] J. Duris, S. Li, T. Driver, E. G. Champenois, J. P. MacArthur, A. A. Lutman, Z. Zhang, P. Rosenberger, J. W. Aldrich, R. Coffee, G. Coslovich, F.-J. Decker, J. M. Glownia, G. Hartmann, W. Helml, A. Kamalov, J. Knurr, J. Krzywinski, M. Lin, J. P. Marangos et al. Nat. Photon., 14, 30(2020).

[25] T. Tanaka. Phys. Rev. Accel. Beams, 22, 110704(2019).

[26] N. S. Mirian, M. D. Fraia, S. Spampinati, F. Sottocorona, E. Allaria, L. Badano, M. B. Danailov, A. Demidovich, G. D. Ninno, S. D. Mitri, G. Penco, P. R. Ribič, C. Spezzani, G. Gaio, M. Trovó, N. Mahne, M. Manfredda, L. Raimondi, M. Zangrando, O. Plekan, K. C. Prince, T. Mazza, R. J. Squibb, C. Callegari, X. Yang, L. Giannessi. Nat. Photon., 15, 523(2021).

[27] D. Gauthier, E. Allaria, M. Coreno, I. Cudin, H. Dacasa, M. B. Danailov, A. Demidovich, S. D. Mitri, B. Diviacco, E. Ferrari, P. Finetti, F. Frassetto, D. Garzella, S. Künzel, V. Leroux, B. Mahieu, N. Mahne, M. Meyer, T. Mazza, P. Miotti et al. Nat. Commun., 7, 13688(2016).

[28] N. R. Thompson, B. W. J. McNeil. Phys. Rev. Lett., 100, 203901(2008).

[29] T. Tanaka. Phys. Rev. Lett., 110, 084801(2013).

[30] R. Bonifacio, L. De Salvo Souza, P. Pierini, N. Piovella. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A, 296, 358(1990).

[31] R. Bonifacio, N. Piovella, B. W. J. McNeil. Phys. Rev. A, 44, R3441(1991).

[32] Z. Wang, C. Feng, Z. Zhao. Phys. Rev. Accel. Beams, 20, 040701(2017).

[33] T. Tanaka, Y. W. Parc, Y. Kida, R. Kinjo, C. H. Shim, I. S. Ko, B. Kim, D. E. Kim, E. Prat. J. Synchrotron Rad., 23, 1273(2016).

[34] Z. Zhao, K. J. Leedle, D. S. Black, O. Solgaard, R. L. Byer, S. Fan. Phys. Rev. Lett., 127, 164802(2021).

[35] R. Akre, D. Dowell, P. Emma, J. Frisch, S. Gilevich, G. Hays, P. Hering, R. Iverson, C. Limborg-Deprey, H. Loos, A. Miahnahri, J. Schmerge, J. Turner, J. Welch, W. White, J. Wu. Phys. Rev. ST Accel. Beams, 11, 030703(2008).

[36] H. Zhang, W. Wang, S. Jiang, C. Li, Z. He, S. Zhang, Q. Jia, L. Wang, D. He. J. Instrum., 16, P08019(2021).

[37] http://tesla.desy.de/~meykopff/. http://tesla.desy.de/~meykopff/

[38] M. Borland. , “ELEGANT: A flexible SDDS-compliant code for accelerator simulation,” Advanced Photon Source LS-287 ().(2000).

[39] 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).

[40] L. Zeng, C. Feng, D. Gu, X. Wang, K. Zhang, B. Li, Z. Zhao. Fundam. Res., 2, 929(2022).

[41] L. Zeng, C. Feng, X. Wang, K. Zhang, Z. Qi, Z. Zhao. Photonics, 7, 117(2020).

[42] G. Geloni, E. Saldin, E. Schneidmiller, M. Yurkov. Proceedings of FEL 2007(2007).

[43] Y. Ding, Z. Huang, D. Ratner, P. Bucksbaum, H. Merdji. Phys. Rev. ST Accel. Beams, 12, 060703(2009).

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

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

[46] G. Lambert, T. Hara, D. Garzella, T. Tanikawa, M. Labat, B. Carre, H. Kitamura, T. Shintake, M. Bougeard, S. Inoue, Y. Tanaka, P. Salieres, H. Merdji, O. Chubar, O. Gobert, K. Tahara, M.-E. Couprie. Nat. Phys., 4, 296(2008).