Advertisement

Il Nuovo Cimento B (1971-1996)

, Volume 81, Issue 1, pp 67–101 | Cite as

Analytical and experimental analysis of the undulator radiation at finite distance as a function of the e-beam parameters

  • M. Castellano
  • N. Cavallo
  • F. Cevenini
  • M. R. Masullo
  • P. Patteri
  • R. Rinzivillo
  • S. Solimeno
  • A. Cutolo
Article

Summary

The radiation emitted by the linear undulator installed on a straight section of the ADONE storage ring is studied both experimentally and theoretically. In particular, expressions are provided for the field at finite distance, based on the complex Fresnel integral. In addition, several expressions are derived for the average intensity pattern as a function of the electron beam divergence and energy spread. These formulae are used for analysing the spectral and angular patterns of the radiation measured from a distance of 20 m from the undulator origin. The excellent quality of the undulator and the negligible influence on the pattern of the electron beam divergence are confirmed by the satisfactory agreement of the measured radiation field with the computer-generated one.

PACS

42.55 Lasing processes 

Аналитический и экспериментальный анализ ондуляторного излучения на конечном расстоянии в завсимости от парамеров электронного пучка

Резюме

Теоретически и экспериментально исследуется излучение, возникающее в линейном ондуляторе, помещенном в прямой секции накопительного кольца ADONE. В частности, выводятся выражения для поля на конечном расстоянии, на основе комплексного интеграла Френеля. Выводятся некоторые выражения для средней интенсивности в зависимости от расходимости электронного пучка и разброса энергии. Полугенные формулы используются для анализа спектральных и угловых характеристик излучения, измеренных на расстоянии 20 м от ондулятора. Высокое качество ондулятора и пренебрежимо малое влияние расходимости электронного пучка подтверждается удовлетворитебьным согласием измеренного поля излучения, полученного с помощью комьютера.

Riassunto

Si espone lo studio sperimentale e teorico della radiazione emessa dall’ondulatore lineare, installato su una sezione dritta dell’anello di accumulazione ADONE. In particolare, si illustra la possibilità di esprimere il campo a distanza finita utilizzando l’integrale complesso di Fresnel. Sono inoltre presentate varie espressioni dell’intensità media in funzione della divergenza angolare del fascio e della differenza di energia fra gli elettroni. Queste formula sono utilizzate per analizzare il profilo spettrale ed angolare della radiazione, misurata ad una distanza di 20 m dell’ondulatore. L'eccellente qualità dell’ondulatore e l’influenza trascurabile che la divergenza del fascio ha sull’andamento dei parametri della radiazione sono confermate dal soddisfacente accordo fra le misure e le curve previste teoricamente.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. (1).
    H. Motz, W. Thon andR. N. Whitehurst:J. Appl. Phys.,24, 856 (1953).CrossRefGoogle Scholar
  2. (2).
    I. A. Grishaev, V. I. Kolosov, V. I. Myokota, V. I. Beloglasov andB. V. Yakimov:Dokl. Akad. Nauk SSSR,131, 61 (1960).Google Scholar
  3. (3).
    A. I. Alikhanyan, S. P. Esin, K. A. Ispiryan, S. S. Kaukanyan, N. A. Korkhmazyan, A. G. Oganesyan andA. G. Tamanyan:JEPT Lett.,15, 142 (1972).Google Scholar
  4. (4).
    D. F. Alferov, Yu. Bashmakov, K. A. Belovinzev, E. G. Bessonov, P. A. Cherenkov:JETP Lett.,26, 385 (1977).Google Scholar
  5. (5).
    D. A. G. Deacon, K. E. Robinson, J. M. J. Madey, C. Bazin, M. Billardon, P. Ellaume, Y. Farge, J. M. Ortega, Y. Petroff andM. F. Velghe:IEEE Trans. Nucl. Science, NS-28, 3142 (1981).CrossRefGoogle Scholar
  6. (6).
    D. F. Alferov andYu. A. Bashmakov:Spectral-angular features of the radiation of relativistic charged particle beams in undulators, preprint No. 77, Lebedev Institute (Moscow, 1983) (in Russian).Google Scholar
  7. (7).
    Y. Hirai, A. Luccio andL. Yu:J. Appl. Phys. 55, 25 (1984).CrossRefGoogle Scholar
  8. (8).
    R. Barbini, G. Vignola, S. Trillo, R. Boni, S. De Simone, S. Faini, S. Guiducci, M. Preger, M. Serio, B. Spataro, S. Tazzari, F. Tazzioli, M. Vescovi, A. Cattoni, C. Sanelli, M. Castellano, N. Cavallo, F. Cevenini, M. R. Masullo, P. Patteri, R. Rinzivillo, A. Cutolo andS. Solimeno:J. Phys. (Paris),44, C1–1 (1983).Google Scholar
  9. (9).
    R. Barbini, A. Cattoni, B. Dulach, C. Sanelli, M. Serio andG. Vignola:Nucl. Instrum. Methods,190, 159 (1981).CrossRefGoogle Scholar
  10. (10).
    C. M. Tang andP. Sprangle: inPhysics of Quantum Electronics, edited byS. F. Jacobs, G. T. Moore, H. S. Pilloff, M. Sargent III, M. O. Scolly andR. Spitzer, Vol.9 (Reading, Mass., 1982), p. 267.Google Scholar
  11. (11).
    A. Luccio andS. Krinsky: inPhysics of Quantum Electronics, edited byS. F. Jacobs, G. T. Moore, H. S. Pilloff, M. Sargent III, M. O. Scolly andR. Spitzer, Vol.8 (Reading, Mass., 1982), p. 181.Google Scholar
  12. (12).
    P. Luchini, C. H. Papas andS. Solimeno:Appl. Phys. B,28, 15 (1982).CrossRefGoogle Scholar
  13. (13).
    D. F. Alefrov, Yu. A. Bashmakov andE. G. Bessonov:Sov. Phys. Tech. Phys.,18, 1336 (1974).Google Scholar
  14. (14).
    A. Hoffman:Nucl. Instrum. Methods.,152, 17 (1978).CrossRefGoogle Scholar
  15. (15).
    C. Bazin, M. Billardon, D. A. G. Deacon, P. Ellaume, Y. Farge, J.M.J. Madey, J. M. Ortega, Y. Petroff, K. E. Robinson andM. Velglie: inPhysics of Quantum Electronics, edited byS. F. Jacobs, G. T. Moore, H. S. Pilloff, M. Sargent III,M. O. Scully andR. Spitzer, Vol.8 (Reading, Mass., 1982), p. 89.Google Scholar
  16. (16).
    M. M. Nikitin, A. F. Medvedev, M. B. Moisseev andV. Ya. Epp:Sov. Phys. Tech. Phys.,26, 350 (1981).Google Scholar
  17. (17).
    M. M. Nikitin, A. F. Medvedev, M. B. Moisseev, V. Ya. Epp andG. K. Rasina:Sov. Phys. Tech. Phys.,26, 355 (1981).Google Scholar
  18. (18).
    C. C. Shih andM. Z. Caponi:Phys. Rev. A,26, 438 (1982).CrossRefGoogle Scholar
  19. (19).
    J. D. Jackson:Classical Electrodynamics (New York, N. Y.. 1962).Google Scholar
  20. (20).
    A. Renieri: inProc.S.I.F., Course LXXIV, edited byC. Pellegrini (Amsterdam, 1981), p. 414.Google Scholar
  21. (21).
    L. Landau andE. Lifchitz:Théorie de l'elasticité (Moscou, 1967).Google Scholar
  22. (22).
    M. Castellano, N. Cavallo, F. Cevenini andP. Patteri:A remote control system for the LELA experiment (submitted toNucl. Instrum. Methods).Google Scholar

Copyright information

© Società Italiana di Fisica 1984

Authors and Affiliations

  • M. Castellano
    • 1
  • N. Cavallo
    • 1
  • F. Cevenini
    • 1
  • M. R. Masullo
    • 1
  • P. Patteri
    • 1
  • R. Rinzivillo
    • 1
  • S. Solimeno
    • 1
  • A. Cutolo
    • 2
  1. 1.Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di NapoliIstituto di Fisica Sperimentale dell’UniversitàNapoli
  2. 2.Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di NapoliDipartimento di Elettronica dell’UniversitàNapoli

Personalised recommendations