《基于相干谐波辐射的电子束切片能散测量》入选《物理评论专题——加速器与束流》2011年度最佳论文

日前，国际加速器领域著名杂志《物理评论专题——加速器与束流》（Physical Review Special Topics - Accelerators and Beams）公布了2011年度最佳论文的评选结果，我所的《基于相干谐波辐射的电子束切片能散测量》（Measurement of the average local energy spread of the electron beam via coherent harmonic generation）入选其中，成为2011年度7篇最佳论文之一。

这篇论文提出了一种新的测量电子束切片能散的方法，并给出了实验测量的结果。电子束的切片能散是衡量电子束品质的一个基本而重要的参数，在自由电子激光装置中，电子束的切片能散对自由电子激光产生的物理过程和输出光的品质有重要的影响。现今国际上的大多数高增益自由电子激光装置都采用光阴极电子枪作为电子源，但由于光阴极电子枪产生电子束的切片能散极小，目前尚缺乏有效手段精确地测量其数值。

2011年，上海应用物理研究所自由电子激光团队提出了基于高增益自由电子激光相干谐波辐射来精确测量电子束切片能散的新方法，并在上海深紫外自由电子激光装置上对该方法成功地进行了实验验证，于国际上首次精确测得了电子束的切片能散。这种新方法的测量原理是采用一个常规激光与电子束相互作用而在电子束中产生微聚束，随后将电子束放入一个短波荡器中产生相干的高次谐波辐射，辐射的最大强度由电子束的切片能散和激光功率共同决定。由于激光的功率是可控的，这样通过测量不同激光功率下辐射强度的信息就可精确计算出电子束切片能散的数值。实验结果表明光阴极电子枪产生电子束的切片能散较全局能散小两个数量级，这种新方法的测量精度将常规测量手段提高了一个量级。随后该团队将这种方法应用于上海深紫外自由电子激光装置上展开的回声谐波型自由电子激光的原理验证实验中，测量结果在实验方案设计、参数设置和实验结果分析中起到了重要的作用。这种新测量方法的提出和实现对其它高增益自由电子激光装置的设计和运行也具有一定的参考价值。

从2010年起，《物理评论专题——加速器与束流》杂志每年从本刊上发表的大约200篇文章中评选出6至7篇年度最佳论文，评选综合考虑了评委意见、文章引用率和文章重要性等，旨在向读者推广本领域研究的重要进展。（自由电子激光部供稿）