Measurement of electron beam transverse slice emittance using a focused beamline

Kangnan Jiang; Ke Feng; Hao Wang; Xiaojun Yang; Peile Bai; Yi Xu; Yuxin Leng; Wentao Wang; Ruxin Li

doi:10.1017/hpl.2023.9

[1] J. Faure, Y. Glinec, A. Pukhov, S. Kiselev, S. Gordienko, E. Lefebvre, J. P. Rousseau, F. Burgy, V. Malka. Nature, 431, 541(2004).

[2] C. G. R. Geddes, C. Toth, J. van Tilborg, E. Esarey, C. B. Schroeder, D. Bruhwiler, C. Nieter, J. Cary, W. P. Leemans. Nature, 431, 538(2004).

[3] S. P. D. Mangles, C. D. Murphy, Z. Najmudin, A. G. R. Thomas, J. L. Collier, A. E. Dangor, E. J. Divall, P. S. Foster, J. G. Gallacher, C. J. Hooker, D. A. Jaroszynski, A. J. Langley, W. B. Mori, P. A. Norreys, F. S. Tsung, R. Viskup, B. R. Walton, K. Krushelnick. Nature, 431, 535(2004).

[4] J. P. Couperus, R. Pausch, A. Kohler, O. Zarini, J. M. Kramer, M. Garten, A. Huebl, R. Gebhardt, U. Helbig, S. Bock, K. Zeil, A. Debus, M. Bussmann, U. Schramm, A. Irman. Nat. Commun., 8(2017).

[5] J. Gotzfried, A. Dopp, M. F. Gilljohann, F. M. Foerster, H. Ding, S. Schindler, G. Schilling, A. Buck, L. Veisz, S. Karsch. Phys. Rev. X, 10, 041015(2020).

[6] L. T. Ke, K. Feng, W. T. Wang, Z. Y. Qin, C. H. Yu, Y. Wu, Y. Chen, R. Qi, Z. J. Zhang, Y. Xu, X. J. Yang, Y. X. Leng, J. S. Liu, R. X. Li, Z. Z. Xu. Phys. Rev. Lett., 126, 214801(2021).

[7] Y. P. Wu, J. F. Hua, Z. Zhou, J. Zhang, S. Liu, B. Peng, Y. Fang, Z. Nie, X. N. Ning, C. H. Pai, Y. C. Du, W. Lu, C. J. Zhang, W. B. Mori, C. Joshi. Phys. Rev. Lett., 122, 204804(2019).

[8] R. D’Arcy, S. Wesch, A. Aschikhin, S. Bohlen, C. Behrens, M. J. Garland, L. Goldberg, P. Gonzalez, A. Knetsch, V. Libov, A. M. de la Ossa, M. Meisel, T. J. Mehrling, P. Niknejadi, K. Poder, J. H. Rockemann, L. Schaper, B. Schmidt, S. Schroder, C. Palmer, J. P. Schwinkendorf, B. Sheeran, M. J. V. Streeter, G. Tauscher, V. Wacker, J. Osterhoff. Phys. Rev. Lett., 122, 034801(2019).

[9] V. Shpakov, M. P. Anania, M. Bellaveglia, A. Biagioni, F. Bisesto, F. Cardelli, M. Cesarini, E. Chiadroni, A. Cianchi, G. Costa, M. Croia, A. Del Dotto, D. Di Giovenale, M. Diomede, M. Ferrario, F. Filippi, A. Giribono, V. Lollo, M. Marongiu, V. Martinelli, A. Mostacci, L. Piersanti, G. Di Pirro, R. Pompili, S. Romeo, J. Scifo, C. Vaccarezza, F. Villa, A. Zigler. Phys. Rev. Lett., 122, 114801(2019).

[10] S. K. Barber, J. van Tilborg, C. B. Schroeder, R. Lehe, H. E. Tsai, K. K. Swanson, S. Steinke, K. Nakamura, C. G. R. Geddes, C. Benedetti, E. Esarey, W. P. Leemans. Phys. Rev. Lett., 119, 104801(2017).

[11] W. P. Leemans, B. Nagler, A. J. Gonsalves, C. Toth, K. Nakamura, C. G. R. Geddes, E. Esarey, C. B. Schroeder, S. M. Hooker. Nat. Phys., 2, 696(2006).

[12] W. P. Leemans, A. J. Gonsalves, H. S. Mao, K. Nakamura, C. Benedetti, C. B. Schroeder, C. Toth, J. Daniels, D. E. Mittelberger, S. S. Bulanov, J. L. Vay, C. G. R. Geddes, E. Esarey. Phys. Rev. Lett., 113, 245002(2014).

[13] A. J. Gonsalves, K. Nakamura, J. Daniels, C. Benedetti, C. Pieronek, T. C. H. de Raadt, S. Steinke, J. H. Bin, S. S. Bulanov, J. van Tilborg, C. G. R. Geddes, C. B. Schroeder, C. Toth, E. Esarey, K. Swanson, L. Fan-Chiang, G. Bagdasarov, N. Bobrova, V. Gasilov, G. Korn, P. Sasorov, W. P. Leemans. Phys. Rev. Lett., 122, 084801(2019).

[14] X. M. Wang, R. Zgadzaj, N. Fazel, Z. Y. Li, S. A. Yi, X. Zhang, W. Henderson, Y. Y. Chang, R. Korzekwa, H. E. Tsai, C. H. Pai, H. Quevedo, G. Dyer, E. Gaul, M. Martinez, A. C. Bernstein, T. Borger, M. Spinks, M. Donovan, V. Khudik, G. Shvets, T. Ditmire, M. C. Downer. Nat. Commun., 4(2013).

[15] M. Turner, A. J. Gonsalves, S. S. Bulanov, C. Benedetti, N. A. Bobrova, V. A. Gasilov, P. V. Sasorov, G. Korn, K. Nakamura, J. van Tilborg, C. G. Geddes, C. B. Schroeder, E. Esarey. High Power Laser Sci. Eng., 9, e17(2021).

[16] J. B. Svensson, D. Guenot, J. Ferri, H. Ekerfelt, I. G. Gonzalez, A. Persson, K. Svendsen, L. Veisz, O. Lundh. Nat. Phys., 17, 639(2021).

[17] M. Kozlova, I. Andriyash, J. Gautier, S. Sebban, S. Smartsev, N. Jourdain, U. Chulagain, Y. Azamoum, A. Tafzi, J. P. Goddet, K. Oubrerie, C. Thaury, A. Rousse, K. T. Phuoc. Phys. Rev. X, 10, 011061(2020).

[18] J. C. Wood, D. J. Chapman, K. Poder, N. C. Lopes, M. E. Rutherford, T. G. Whites, F. Albert, K. T. Behm, N. Booth, J. S. J. Bryant, P. S. Foster, S. Glanzer, E. Hill, K. Krushelnick, Z. Najmudin, B. B. Pollock, S. Rose, W. Schumaker, R. H. H. Scott, M. Sherlock, A. G. R. Thomas, Z. Zhao, D. E. Eakins, S. P. D. Mangles. Sci. Rep., 8(2018).

[19] S. Chen, N. D. Powers, I. Ghebregziabher, C. M. Maharjan, C. Liu, G. Golovin, S. Banerjee, J. Zhang, N. Cunningham, A. Moorti, S. Clarke, S. Pozzi, D. P. Umstadter. Phys. Rev. Lett., 110, 155003(2013).

[20] K. Khrennikov, J. Wenz, A. Buck, J. Xu, M. Heigoldt, L. Veisz, S. Karsch. Phys. Rev. Lett., 114, 195003(2015).

[21] K. T. Phuoc, S. Corde, C. Thaury, V. Malka, A. Tafzi, J. P. Goddet, R. C. Shah, S. Sebban, A. Rousse. Nat. Photonics, 6, 308(2012).

[22] J. M. Cole, K. T. Behm, E. Gerstmayr, T. G. Blackburn, J. C. Wood, C. D. Baird, M. J. Duff, C. Harvey, A. Ilderton, A. S. Joglekar, K. Krushelnick, S. Kuschel, M. Marklund, P. McKenna, C. D. Murphy, K. Poder, C. P. Ridgers, G. M. Samarin, G. Sarri, D. R. Symes, A. G. R. Thomas, J. Warwick, M. Zepf, Z. Najmudin, S. P. D. Mangles. Phys. Rev. X, 8, 011020(2018).

[23] K. Nalkajima. Nat. Phys., 4, 92(2008).

[24] W. T. Wang, K. Feng, L. T. Ke, C. H. Yu, Y. Xu, R. Qi, Y. Chen, Z. Y. Qin, Z. J. Zhang, M. Fang, J. Q. Liu, K. N. Jiang, H. Wang, C. Wang, X. J. Yang, F. X. Wu, Y. X. Leng, J. S. Liu, R. X. Li, Z. Z. Xu. Nature, 595, 516(2021).

[25] C. Emma, J. Van Tilborg, R. Assmann, S. Barber, A. Cianchi, S. Corde, M. E. Couprie, R. D’Arcy, M. Ferrario, A. F. Habib, B. Hidding, M. J. Hogan, C. B. Schroeder, A. Marinelli, M. Labat, R. Li, J. Liu, A. Loulergue, J. Osterhoff, A. R. Maier, B. W. J. McNeil, W. Wang. High Power Laser Sci. Eng., 9, e57(2021).

[26] K. Nakajima, J. Wheeler, G. Mourou, T. Tajima. Int. J. Mod. Phys. A, 34, 1943003(2019).

[27] G. G. Manahan, A. F. Habib, P. Scherkl, P. Delinikolas, A. Beaton, A. Knetsch, O. Karger, G. Wittig, T. Heinemann, Z. M. Sheng, J. R. Cary, D. L. Bruhwiler, J. B. Rosenzweig, B. Hidding. Nat. Commun., 8, 15705(2017).

[28] S. Di Mitri, M. Cornacchia. Phys. Rept. Lett., 539(2014).

[29] C. M. S. Sears, A. Buck, K. Schmid, J. Mikhailova, F. Krausz, L. Veisz. Phys. Rev. Spec. Top. Accel. Beams, 13, 092803(2010).

[30] A. Cianchi, M. P. Anania, M. Bellaveglia, M. Castellano, E. Chiadroni, M. Ferrario, G. Gatti, B. Marchetti, A. Mostacci, R. Pompili, C. Ronsivalle, A. R. Rossi, L. Serafini. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A, 720, 153(2013).

[31] G. R. Plateau, C. G. R. Geddes, D. B. Thorn, M. Chen, C. Benedetti, E. Esarey, A. J. Gonsalves, N. H. Matlis, K. Nakamura, C. B. Schroeder, S. Shiraishi, T. Sokollik, J. van Tilborg, C. Toth, S. Trotsenko, T. S. Kim, M. Battaglia, T. Stohlker, W. P. Leemans. Phys. Rev. Lett., 109, 064802(2012).

[32] M. Schnell, A. Savert, B. Landgraf, M. Reuter, M. Nicolai, O. Jackel, C. Peth, T. Thiele, O. Jansen, A. Pukhov, O. Willi, M. C. Kaluza, C. Spielmann. Phys. Rev. Lett., 108, 075001(2012).

[33] C. Emma, A. Edelen, M. J. Hogan, B. O’Shea, G. White, V. Yakimenko. Phys. Rev. Accel. Beams, 21, 112802(2018).

[34] M. C. Downer, R. Zgadzaj, A. Debus, U. Schramm, M. C. Kaluza. Rev. Mod. Phys., 90, 035002(2018).

[35] S. K. Barber, J. H. Bin, A. J. Gonsalves, F. Isono, J. van Tilborg, S. Steinke, K. Nakamura, A. Zingale, N. A. Czapla, D. Schumacher, C. B. Schroeder, C. G. R. Geddes, W. P. Leemans, E. Esarey. Appl. Phys. Lett., 116, 234108(2020).

[36] R. Weingartner, S. Raith, A. Popp, S. Chou, J. Wenz, K. Khrennikov, M. Heigoldt, A. R. Maier, N. Kajumba, M. Fuchs, B. Zeitler, F. Krausz, S. Karsch, F. Gruner. Phys. Rev. Spec. Top. Accel. Beams, 15, 111302(2012).

[37] J. van Tilborg, S. Steinke, C. G. R. Geddes, N. H. Matlis, B. H. Shaw, A. J. Gonsalves, J. V. Huijts, K. Nakamura, J. Daniels, C. B. Schroeder, C. Benedetti, E. Esarey, S. S. Bulanov, N. A. Bobrova, P. V. Sasorov, W. P. Leemans. Phys. Rev. Lett., 115, 184802(2015).

[38] J. Feng, Y. F. Li, J. G. Wang, D. Z. Li, C. Q. Zhu, J. H. Tan, X. T. Geng, F. Liu, L. M. Chen. High Power Laser Sci. Eng., 9, e5(2021).

[39] X. L. Xu, J. F. Hua, F. Li, C. J. Zhang, L. X. Yan, Y. C. Du, W. H. Huang, H. B. Chen, C. X. Tang, W. Lu, P. Yu, W. An, C. Joshi, W. B. Mori. Phys. Rev. Lett., 112, 035003(2014).

[40] A. Koehler, R. Pausch, M. Bussmann, J. P. C. Cabadag, A. Debus, J. M. Kramer, S. Schobel, O. Zarini, U. Schramm, A. Irman. Phys. Rev. Accel. Beams, 24, 091302(2021).

[41] S. Corde, K. T. Phuoc, G. Lambert, R. Fitour, V. Malka, A. Rousse, A. Beck, E. Lefebvre. Rev. Mod. Phys., 85(2013).

[42] M. B. Reid. J. Appl. Phys., 70, 7185(1991).

[43] F. X. Wu, Z. X. Zhang, X. J. Yang, J. B. Hu, P. H. Ji, J. Y. Gui, C. Wang, J. C. Chen, Y. J. Peng, X. Y. Liu, Y. Q. Liu, X. M. Lu, Y. Xu, Y. X. Leng, R. X. Li, Z. Z. Xu. Opt. Laser Technol., 131, 106453(2020).

[44] M. Kirchen, R. Lehe, S. Jalas, O. Shapoval, J. L. Vay, A. R. Maier. Phys. Rev. E, 102, 013202(2020).

[45] S. Jalas, I. Dornmair, R. Lehe, H. Vincenti, J. L. Vay, M. Kirchen, A. R. Maier. Phys. Plasmas, 24, 033115(2017).

[46] R. Lehe, M. Kirchen, I. A. Andriyash, B. B. Godfrey, J. L. Vay. Comput. Phys. Commun., 203, 66(2016).