Диагностика электронных пучков по дифракционному излучению от щелевой мишени тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.20, кандидат наук Шкитов, Дмитрий Андреевич

• Шкитов, Дмитрий Андреевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Шкитов, Дмитрий Андреевич

Оглавление

Введение

Глава 1 Модель для расчёта спектрально-угловых характеристик дифракционного излучения от мишеней произвольной геометрии

1.1 Постановка задачи

1.2 Описание модели и геометрии задачи

1.3 Сравнение результатов модели с аналитической теорией

1.4 Влияние различных параметров на характеристики излучения

Глава 2 Экспериментальное исследование характеристик дифракционного излучения, генерируемого в щелевой мишени

2.1 Экспериментальные измерения на микротроне ТПУ

2.2 Результаты экспериментов и сравнение с расчётами

2.3 Экспериментальные измерения на линейном ускорителе 81МАР53

2.4 Результаты экспериментов и сравнение с расчётами

Глава 3 Возможные применения дифракционного излучения и щелевой мишени

3.1 Дисфазная мишень дифракционного излучения для диагностики поперечного размера пучка

3.2 Применение интерферометра на основе щелевой мишени для диагностики пространственной структуры пучка

3.3 Дифракционное излучение как источник электромагнитного излучения

Заключение

Приложение А Экспериментальные работы по изучению и применению дифракционного излучения

Приложение Б Блок-схема программы для расчёта характеристик дифракционного излучения

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Диагностика электронных пучков по дифракционному излучению от щелевой мишени»

Введение

Область применения ускорителей заряженных частиц расширяется с каждым годом [1]. Невозмущающие методы диагностики пучков заряженных частиц, несомненно, являются активно развивающейся областью в ускорительной технике, что иллюстрируется значительным количеством экспериментальных методик, в том числе посвящённых применению дифракционного излучения [2-4], так и других [5-7].

В настоящее время эксплуатируются и разрабатываются электронные ускорители с длиной электронного сгустка порядка 100 мкм [8]. Для подобных ускорителей традиционные методы диагностики практически неприменимы (электрооптическая диагностика, стрик-камеры измеряют сгустки с длиной значительно превышающих указанную величину). Проектная интенсивность электронных сгустков в планируемых ускорителях, как правило, не позволяет использовать твердотельные мишени, например, для мониторинга по оптическому переходному излучению. В связи с этим необходимость развития новых методов невозмущающей диагностики является актуальным. Одним из перспективных методов является дифракционное излучение (ДИ) [9-12]. Так, например, в работе [13] проводилась диагностика электронных сгустков с помощью оптического дифракционного излучения на пучке электронов с энергией 1.28 ГэВ. Следует отметить, что по мере уменьшения энергии электронов (например, ниже 100 МэВ) оптическое ДИ становится неприменимым.

Дифракционное излучение является частным случаем, так называемого, поляризационного излучения, которое возникает при динамической поляризации среды полем движущейся заряженной частицы, в том числе не обязательно движущейся ускоренно. Другими видами поляризационного излучения являются такие хорошо изученные механизмы, как переходное излучение (ПИ), излучение Вавилова-Черенкова, излучение Смита-Парселла и параметрическое

рентгеновское излучение [14-17]. Дифракционным излучением принято называть излучение, которое возникает при пролёте заряженной частицы вблизи некоторой «оптической» неоднородности (на практике это чаще всего разного рода экраны, как плоские, так и изогнутые из проводящего материала). Таким образом, физика процесса такова, что с мишенью взаимодействует электромагнитное поле заряженной частицы, в результате чего происходит динамическая поляризация атомов вещества мишени и на её поверхности возникает ток, который и является источником дифракционного излучения. Исходя из геометрии и по аналогии с переходным излучением, принято выделять, так называемые, ДИ «вперёд», которое распространяется вдоль траектории движения частицы и ДИ «назад», которое распространяется по направлению зеркального отражения от мишени относительно траектории движения частицы.

Вследствие того, что в геометрии дифракционного излучения частица напрямую не взаимодействует с веществом мишени, ДИ находит широкое применение в так называемой невозмущающей диагностике различных параметров пучков заряженных частиц. Это может быть продольный размер сгустка, поперечный размер сгустка, угловая расходимость пучка. По сравнению с ПИ, в геометрии которого пучок пересекает мишень, ДИ имеет очевидное преимущество.

Дифракционное излучение, как и другие виды излучений, может быть когерентным и некогерентным. Излучение называют некогерентным, когда интенсивность излучения пропорционально числу частиц в сгустке, и когерентным, когда интенсивность излучения пропорциональна квадрату числа частиц. Свойство когерентности излучения проявляется, когда длина сгустка частиц меньше длины регистрируемого излучения. В противном случае излучение будет некогерентным.

Первый эксперимент по исследованию характеристик ДИ, генерируемого релятивистскими электронами, был проведён в 1995 году группой японских учёных [18]. Они измерили угловые распределения когерентного дифракционного излучения (КДИ) «вперёд» в суб-мм и мм диапазоне от мишеней с круглыми отверстиями при пролёте через них ультрарелятивистских электронных сгустков с энергией 150 МэВ. Результаты измерений хорошо описывались теорией, развитой Днестровским и Костомаровым [19]. Кроме этого в этом эксперименте был измерен спектр излучения, из которого был получен продольный профиль сгустка электронов и, соответственно, определён продольный размер сгустка.

Оптическое некогерентное ДИ «назад» впервые наблюдалось на синхротроне «Сириус» в Томске [20]. Оптическое ДИ было зафиксировано от плоской наклонной пластины при прохождении вблизи неё пучка электронов с энергией 200 МэВ.

В работе 2002 года [21] представлены экспериментальные данные по измерению КДИ в направлении зеркального отражения от одной пластины в мм диапазоне для электронов с энергией 6.1 МэВ. Предложена и апробирована схема определения продольного размера сгустка на основе измерения выхода КДИ от импакт-параметра при параллельном пролёте пучка электронов мимо мишени. В другой работе (2004 год) представлены измерения на том же ускорителе угловых распределений в зависимости от импакт-параметра в переходе от ПИ к ДИ.

Количественное сравнение некогерентного оптического ДИ и ПИ было проведено в эксперименте [22] на ускорителе KEK-ATF. Излучение исследовалось на пучке для электронов с энергией 1.28 ГэВ для наклонной металлической пластины. В работе были измерены угловые распределения ДИ в двух проекциях в зависимости от прицельного параметра и зависимость интенсивности излучения от прицельного параметра с предельным переходом от ПИ к ДИ, и

показано хорошее согласие с моделью ДИ, развитой в [23]. Прицельный параметр или импакт-параметр это минимальное расстояние от траектории пучка до края мишени.

В 2005 году создана диагностическая станция на ускорителе APS для невозмущающего измерения параметров электронного пучка с энергией 7 ГэВ [23, 24]. Были проведены измерения зависимости интенсивности ДИ при изменении прицельного расстояния до мишени, состоящей из одной пластины из алюминия. Размеры пучка и его положение определялись по оптическому ДИ.

Для дифракционного излучения, как и для любого типа излучения, генерируемого движущимися зарядами, существует понятие дальней (волновой) зоны и ближней зоны. Критерием определения, проводится ли измерение в дальней зоне или нет,

является выполнение соотношения -4~> 1, L - расстояние до точки

Y л

наблюдения (детектора), у - Лоренц-фактор частицы, Я - длина волны излучения. Другими словами, в случае если размерами источника излучения можно пренебречь, по сравнению с расстоянием до детектора, то говорят о дальней зоне. В случае же если размерами

источника пренебречь нельзя « 1, то говорят о ближней зоне.

Отметим, что излучение в ближней и дальней зонах имеет отличающиеся спектральные и угловые характеристики, которые необходимо учитывать при моделировании процесса излучения для заданных параметров эксперимента.

В отличие от оптики, где, как правило, используется разделение на ближнюю и дальнюю зон, в теории поляризационного излучения (в частности в теории ДИ) вводится понятие предволновой зоны

(критерий [25].

В работе [26] 2008 года впервые описаны экспериментальные исследования оптического ДИ от щелевой мишени в пред-волновой зоне для электронов с энергией 1.28 ГэВ. Детально исследованы

угловые распределения излучения в пред-волновой зоне и показана возможность подавления эффектов пред-волновой зоны в оптическом диапазоне с помощью применения линзы.

В работе [27] 2009 года экспериментально показана возможность фокусировки оптического ДИ и ПИ сферической мишенью. Таким образом, существует возможность применения изогнутых мишеней для усиления интенсивности излучения без применения дополнительных оптических фокусирующих элементов.

В основном, первые эксперименты проводились с целью проверки возможности применения ДИ для целей невозмущающей диагностики электронных сгустков. Дальнейшее развитие исследований было направлено на использование ДИ в невозмущающей диагностике.

Щелевая мишень представляет собой две плоские проводящие пластины, расположенные в одной плоскости параллельно друг другу на определённом расстоянии (ширина щели). Обычно в экспериментах мишень располагают под углом 45 градусов к траектории электронного пучка, в этом случае дифракционное излучение «назад» распространяется под углом 90 градусов к пучку, что удобно для его регистрации в эксперименте.

Первый эксперимент по исследованию ДИ от щелевой мишени, который был проведён на ускорителе ТТТ (ОЕЭУ), описан в работах [28, 29]. В этом эксперименте изучались спектры КДИ, генерируемого короткими электронными сгустками, при измерении интерферограмм интенсивности с помощью интерферометра Мартина-Паплета для разных значений ширины щели для электронов с энергией 225 Мэв. В интерферометре Мартина-Паплетта излучение проходит через расщепитель, разделяющий пучок излучения на два, которые отражаются от зеркал, одно из которых подвижно и рекомбинируется снова до достижения детекторов

Измерена зависимость интенсивности излучения в зависимости от сдвига пучка относительно центра щели. Показано, что имеющаяся аналитическая теория для бесконечного экрана в волновой зоне не подходит для описания результатов экспериментов с конечными размерами экранов, расположенных в предволновой зоне. Также были получены значения длины сгустков пучка (порядка 1.3 мм). Длина сгустка определялась с помощью подбора аппроксимирующих функций для измеренных интерферограмм, которые зависели от нескольких параметров. Это возможно благодаря тому, что длина сгустка влияет на спектральный состав излучения, при изменении которого, в свою очередь изменяется, форма интерферограммы, измеряемой с помощью интерферометра.

В работе [30] 2001 года были восстановлены продольные профили электронных сгустков с энергией 40 МэВ от измеренных интерферограмм КДИ от щелевой мишени с помощью интерферометра Майкельсона. Было получено значение длины порядка 0.15 мм.

В работе [31] представлены результаты определения длины электронного сгустка с помощью измерения интерферограммы КДИ от мишени с круглым отверстием (с разными диаметрами) интерферометром Майкельсона для электронов с энергией 26 МэВ.

В работе [32] измерялись спектры КДИ от щелевой мишени и мишени с круглым отверстием при взаимодействии с электронами энергией 150 МэВ при помощи полихроматора (состоящего из решётки и набора детекторов, расположенных под разными углами). На основе измеренных спектров были получены продольные профили сгустков (длиной около 0.7 мм).

В 2004 г. на линейном ускорителе KEK-ATF были проведены эксперименты [33] по применению оптического ДИ «назад» от щелевой мишени для определения поперечного размера электронного сгустка. Для этого измерялись угловые распределения интенсивности ДИ от наклонной мишени. Схема измерения

9

поперечного размера сгустка, реализованная авторами, продемострировала применимость методики для пучков с диаметром порядка 14 мкм.

В работе 2004 года [34] представлены экспериментальные результаты по применению КДИ от щелевой мишени для измерения длины электронного сгустка (порядка 0.2 мм) с энергией около 40 МэВ. Для получения информации о длине измерялась интерферограмма с помощью интерферометра Мартина-Паплета, которая аппроксимировалась функцией, зависящей от длины сгустка.

В работе [35] 2007 года был предложен способ измерения длины (от 100 фсек до 3 псек) электронного сгустка (для двух энергий 50 и 250 МэВ) при измерениях с помощью монитора положения пучка смещения пучка под влиянием дефлектора, который представлял собой металлическую пластину с круглым отверстием, через которое пролетал электронный пучок, под углом 45 градусов.

В работе [36] 2008 года описан эксперимент на ускорителе FLASH (DESY) по измерению углового распределения оптического ДИ для определения поперечного размера электронного пучка энергии 680 МэВ, аналогичный работе [33].

В работе 2009 года [37] представлена и апробирована методика по измерению длины (порядка 1-2 мм) электронного сгустка с энергией 6.1 МэВ. Длина определялась из интерферограммы, где интерферометром являлась сама щелевая мишень при сдвиге одной из пластин вдоль пучка.

В работе 2012 года [38] описаны эксперименты по диагностике поперечного размера электронного сгустка (вертикальный размер порядка 13 мкм и горизонтальный размер порядка 490 мкм) с энергией 2.1 ГэВ с помощью щелевой мишени в ультрафиолетовом диапазоне.

В указанных работах использовались мишени простой геометрии, состоящие либо из одной плоской пластины, либо из пластины с круглым отверстием, либо из пластины со щелью.

Ниже описаны экспериментальные и теоретические результаты, где предлагались или использовались различные мишени более сложной геометрии.

Одним из возможных вариантов мишени сложной геометрии является применение двух щелевых мишеней расположенных одна за другой вдоль траектории пучка. Тогда излучение «вперёд» от первой мишени будет интерферировать с излучением «назад» от второй наклонённой мишени, что даст более сложную интерференционную картину углового распределения. Авторы работ [39], [40] предполагали усиление чувствительности к определению расходимости пучка, помимо определения поперечного размера с помощью подобной мишени.

В работе [41] авторами предложено использовать плоскую проводящую мишень с прямоугольным отверстием для независимого определения поперечного размера электронного сгустка по горизонтали и вертикали с точностью до 10 мкм. Разработана новая модель для расчёта характеристик излучения от подобной мишени.

Авторы работы [42] предложили использовать изогнутую параболическую мишень (со щелью или отверстием) для определения длины электронного сгустка. Дифракционное излучение, сфокусированное самой мишенью, падает на электрооптический кристалл, через который проходит линейно поляризованное излучение лазера. Под воздействием ДИ излучение лазера после прохождения кристалла изменяет поляризацию, которая зависит в конечном итоге от длины сгустка. Реальность фокусировки была экспериментально показана в работе [27].

Авторы работы [43] разработали и экспериментально проверили возможность определения расходимости пучка (до величин порядка 0.3 мрад) с помощью мишени, состоящей из двух пластин (подобно работе [40]) однако в качестве первой была пластина с большим количеством отверстий прямоугольной формы равномерно расположенных по поверхности пластины, вторая была обычная

11

пластина переходного излучения. Эксперименты проводились для электронного пучка с энергией порядка 50 МэВ в оптическом диапазоне.

В экспериментальной работе [44] представлены результаты измерений спектрально-угловых распределений ДИ от двухщелевой мишени для электронов с энергией 1.2 ГэВ в оптическом диапазоне. Данная мишень представляет собой две щелевые мишени, имеющие разные ширины щели, первая из которых расположена нормально к траектории электронного пучка, а вторая под наклоном 45 градусов. Авторы реализовали схему, предложенную в работе [40], и получили хорошее согласие экспериментальных данных с теорией. Также авторы показали возможность применения такой щелевой мишени для определения угловой расходимости и поперечного размера.

Данные подходы с применением двух пластин расположенных одна за другой являются развитием метода применённого для мишеней переходного излучения ещё в 1975 году [45].

В работе [46] описано применение двойной мишени КДИ для определения длины электронного сгустка с энергией 120 МэВ. Двойная мишень состоит из двух проводящих пластин, расположенных по одну сторону от пучка на некотором расстоянии друг от друга. Длина сгустков определялась при помощи восстановления спектра излучения и продольного профиля пучка по интерферограммам измеренных на интерферометре Майкельсона.

Несмотря на почти двадцатилетнюю историю экспериментального исследования дифракционного излучения, применения в невозмущающей диагностике пучков заряженных частиц и наличие значительного количества статей по дифракционному излучению с обширной библиографией, в настоящее время в монографической литературе по современным методам диагностики либо совсем не упоминается о применении поляризационного излучения в целом [47], либо кратко упоминается только о переходном излучении [48].

Как видно из анализа работ за последние 20 лет по ДИ и его практическому применению, как правило, эксперименты проводились в оптическом диапазоне ДИ для определения поперечного размера электронного сгустка с помощью измерения углового распределения этого излучения. Ряд экспериментов по определению продольного размера электронного сгустка проводилось либо при измерении интерферограмм когерентного ДИ с помощью различного типа внешних интерферометров с последующим восстановлением спектра, а затем профиля сгустка, либо непосредственно измерением спектра полихроматором (или болометром). Разработки в области внешних интерферометров ведутся и в настоящее время, см. например [49, 50].

Первой теоретической работой по изучению интерферометрии ДИ от щелевой мишени со сдвинутыми относительно пучка пластинами является работа [51]. В этой работе предложено использовать щелевую мишень с подвижными пластинами, как внутренний интерферометр, которая может заменить внешние интерферометры (интерферометр Мартин-Паплета или Майкельсона и их модификации). Проведён анализ эволюции угловых распределений ДИ от сдвига одной из пластин мишени. При анализе использовалась теория, разработанная в [52], основанная на работе [53], применимая для идеального проводника, заряженных частиц ультрарелятивистских энергий и излучения в дальней зоне. Показано, что есть определённая зависимость ширины на полувысоте в центральном минимуме интерферограммы, получаемой при сдвиге одной пластины относительно другой вдоль пучка, от длины электронного сгустка. В этой же статье показана необходимость при восстановлении длины сгустка из интерферограммы учитывать апертуру детектора и чувствительность детектора в его рабочем диапазоне длин волн.

Заметим, что в статье [54] есть упоминание о возможности изменять положение пластин в щелевой мишени (фазы излучения от них) для изменения углового распределения и о возможности получить дополнительную информацию при использовании фазового

контроля, однако без детального анализа. Теми же авторами в более поздней работе [55] теоретически был рассмотрен вопрос о влиянии сдвига пластин в щелевой мишени как источник неопределённости в угловом распределении при применении щелевой мишени для диагностики поперечного размера сгустка (оптический диапазон ДИ), где был сделан вывод, что при анализе экспериментальных данных необходимо учитывать неточности в настройке мишенного узла или допустимые ошибки при производстве мишени, для более точной диагностики. Для теоретического рассмотрения проблемы применялась модель, разработанная в [56].

Целью настоящей работы является теоретическое и экспериментальное исследование интерферометрии дифракционного излучения от щелевой мишени при взаимодействии с умеренно- и релятивистскими электронными сгустками для применения в диагностике. Соответственно были поставлены следующие задачи:

1) Разработка математической модели, описывающей взаимодействие кулоновского поля электронного сгустка с интерферометром на основе щелевой мишени (мишень со сдвигом пластин вдоль траектории пучка), а также разработка программного кода для расчёта различных характеристик излучения от подобной мишени для произвольных характеристик электронного сгустка и разработка алгоритма определения продольного размера электронного сгустка на основе измеренных интерферограмм;

2) Проведение экспериментальных измерений интерферограмм дифракционного излучения и последующего восстановления длины электронного сгустка на основе предложенного алгоритма;

3) Анализ возможностей использования такого интерферометра для определения пространственной структуры последовательности сгустков и обоснование эксперимента на ускорителе ШСХ;

4) Оценка возможности получения эксплуатационного пучка в терагерцовом диапазоне при генерации КДИ короткими электронными сгустками.

Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения и приложений. Общее число страниц диссертации составляет 90, включая 46 рисунков и 6 таблиц. Список использованных литературных источников составляет 94 наименования.

В первой главе кратко описан метод, на основе которого строится модель для расчёта спектрально-угловых характеристик дифракционного излучения, и указаны его преимущества и ограничения. Дальше проводится описание математической модели и геометрии задачи взаимодействия заряженной частицы с плоской мишенью. Приводится сравнение угловых и спектральных распределений рассчитанных по разработанной модели и рассчитанных с помощью метода обобщённых поверхностных токов. Рассмотрены влияния различных параметров системы «сгусток -мишень - детектор» на характеристики дифракционного излучения, а также на интерферограмму измеряемую от щелевой мишени. Рассмотрен способ извлечения значения длины сгустка из интерферограммы.

Во второй главе представлены результаты экспериментальных измерений характеристик дифракционного излучения на микротроне ТПУ и электронном линейном ускорителе 81МАР. Приведены сравнения результатов измерений с результатами моделирования.

В третьей главе кратко рассмотрена задача возможности использования дисфазной мишени (разновидность щелевой мишени) для невозмущающей диагностики поперечного размера пучка. Рассмотрена возможность применения интерферометра на основе щелевой мишени для диагностики последовательности коротких сгустков заряженных частиц на примере ускорителя ШСХ. Экспериментально обоснована возможность использования пучка КДИ как источника электромагнитного излучения, представлены результаты измерений на электронном пучке ускорителя 81ЫАР и краткий их анализ

Глава 1

Модель для расчёта спектрально-угловых характеристик дифракционного излучения от мишеней произвольной геометрии

1.1 Постановка задачи

Разрабатываемые ранее методы для расчёта характеристик поляризационного излучения кратко описаны в ([57], стр. 3-6) и достаточно обстоятельно и последовательно описаны в работе ([58], стр. 14-19). В первых работах для описания характеристик дифракционного излучения использовался метод виртуальных фотонов [56, 59], а также был развит и использовался метод поверхностных токов [60], и относительно недавно был разработан так называемый обобщённый метод поверхностных токов [61], который включает в себя, как частные случаи предыдущие и является их развитием. Укажем, что точные аналитические решения задач для дифракционного излучения существуют только для наклонного пролёта заряженной частицы вблизи бесконечной полуплоскости, для нормального пролёта сквозь круглое отверстие в бесконечной плоскости и для наклонного пролёта сквозь щель в бесконечной плоскости (все случаи для идеального проводника).

В данной главе кратко описан метод, используемый для моделирования взаимодействия поля заряженной частицы с мишенью. Описана разработанная модель и указаны её ограничения, приведено сравнение результатов, полученных с помощью разработанной модели и на основе обобщённого метода поверхностных токов. В завершении главы представлены подробные расчёты и анализ характеристик дифракционного излучения от щелевой мишени при изменении различных «входных» параметров системы, таких как размер мишени, ширина щели, расстояние до

детектора, энергия частицы, длина сгустка, форма распределения частиц в сгустке и другие.

Материалы, представленные в главе, частично опубликованы в работах [62, 63].

Для создания эффективного кода, позволяющего учитывать характеристики, как электронного сгустка (длительность, эмиттанс, монохроматичность), так и мишени необходимо, разработать модель, учитывающую особенности ДИ при простой численной реализации.

Модель основана на возможности описания электромагнитного поля ультрарелятивистской заряженной частицы полем поперечной электромагнитной волны (метод псевдофотонов или метод виртуальных фотонов). В этом приближении псевдофотоны будут рассеиваться на неоднородностях среды так же, как реальные фотоны. Для заряженной частицы такое приближение справедливо для ультрарелятивистской частицы, когда продольная компонента поля в у раз меньше поперечной компоненты (у - Лоренц-фактор частицы). Соответственно, это приближение накладывает ограничения на применимость данного метода для у < 10. Другие ограничения модели - выполнение условий:

1) Бт9рк = 0р/1 « 1,

2) уЛ > а.

В условиях 1) и 2) вр1г - угол вылета фотонов относительно траектории пучка заряженных частиц, Я - длина волны наблюдаемого излучения, а - ширина щели мишени или диаметр отверстия (рис. 1).

> и 2, Лу - эффективный радиус поля заряженной частицы.

Рис. 1. Схема, поясняющая величины в соотношениях 1

Эти условия соответствуют малым углам вылета фотонов относительно траектории электронов для ДИ «вперёд» (либо от направления зеркального отражения для ДИ «назад») и малости диаметра отверстия (ширины щели) по сравнению с эффективным радиусом поля частицы, поскольку процесс дифракционного излучения в данном подходе рассматривается, как рассеяние поперечных электромагнитных волн и основан на принципе Гюйгенса. В диссертации рассматривается случай идеальной проводимости мишени. Это обосновано тем, что применяемые в экспериментах по изучению ДИ мишени состоят из металлов (А1, Си, Аи и другие), коэффициенты отражений которых для длин волн Я > 1 мкм близок к единице [64].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шкитов, Дмитрий Андреевич, 2014 год

Литература

[1] А. С. Алимов, Практическое применение электронных ускорителей // Москва, Препринт НИИЯФ МГУ (2011)

[2] Г.А. Науменко, Дифракционное излучение релятивистских электронов и диагностика пучков // автореферат на соиск. док. физмат. наук: 01.04.20, Томск (2007)

[3] К. Lekomtsev, Investigation of Coherent Diffraction Radiation from a dual target system at CTF3 and its application for longitudinal bunch profile diagnostics // PhD thesis, Department of Physics, Royal Holloway, University of London (2012)

[4] B.C. Шпаков, Диагностика ультрарелятивистских электронных пучков с помощью двухщелевой системы дифракционного излучения // автореферат на соиск. канд. физ.-мат. наук: 01.04.20, Москва (2014)

[5] М.В. Шевелёв, Исследование свойств когерентного излучения релятивистских электронов в макроскопических структурах для создания средств диагностики пучков // автореферат на соиск. канд. физ.-мат. наук: 01.04.20, Томск (2012)

[6] С.А. Гаврилов, Исследование метода двумерной неразрушающей диагностики поперечных характеристик пучков ускоренных заряженных частиц на основе ионизации остаточного газа // автореферат на соиск. канд. физ.-мат. наук: 01.04.01, Долгопрудный (2013)

[7] R. Pompili, Longitudinal diagnostics for comb-like electron beams by means of Electro-Optic Sampling // PhD thesis, University of Rome Tor Vergata (2013)

[8] M. Fukuda, S. Araki, A. Deshpande et. al., Upgrade of the accelerator for the laser undulator compact X-ray source (LUCX) // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A 637, S67 (2011)

[9] Б.М. Болотовский, Г.В. Воскресенский, Дифракционное излучение// УФН 88,2, 209(1966)

[10] Б.М. Болотовский, Е.А. Галстян, Дифракция и дифракционное излучение // УФН 170, 8, 809-829 (2000)

[11] А.Р. Potyiitsyn, M.I. Ryazanov, M.N. Strikhanov et al., Diffraction radiation from relativistic particles // Berlin, Springer (2011)

[12] А.П. Потылицын, М.И. Рязанов, M.H. Стриханов и др., Дифракционное излучение релятивистских частиц // Томск, Изд-во ТПУ (2008)

[13] P. Karataev, S. Araki, R. Hamatsu, et al., Beam-size measurement with optical diffraction radiation at KEK accelerator test facility // PRL 93, 244802 (2004)

[14] В.Л. Гинзбург, И.М. Франк, Излучение равномерно движущегося электрона, возникающее при его переходе из одной среды в другую // ЖЭТФ 16, 1, 15 (1946)

[15] И.Е. Тамм, И.М. Франк, Когерентное излучение быстрого электрона в среде//ДАН СССР, 14, 1, 107 (1937)

[16] Б.М. Болотовский, Г.В. Воскресенский, Излучение заряженных частиц в периодических структурах // УФН, 94, 3, 378 (1968)

[17] С.А. Воробьёв, Б.Н. Калинин, С. Пак и др., Обнаружение монохроматического рентгеновского излучения при взаимодействии ультрарелятивистских электронов с монокристаллом алмаза // Письма в ЖЭТФ, 41, 1, 3 (1985)

[18] Y. Shibata, S. Hasebe, К. Ishi et al., Observation of coherent diffraction radiation from bunched electrons passing through a circular aperture in the millimeter- and submillimeter-wavelength regions // Physical Review E 52, 6787 (1995)

[19] Ю.Н. Днестровский, Д.П. Костомаров, Излучение модулированного пучка заряженных частиц при пролете через круглое отверстие в плоском экране //Доклады Академии Наук СССР 124 (1959)

[20] И.Е. Внуков, Б.Н. Калинин, Г.А. Науменко и др., Экспериментальное обнаружение оптического дифракционного излучения // Письма в ЖЭТФ 67, 10, 760-764 (1998)

[21] А.Н. Апейник, А.С. Арышев, Б.Н. Калинин и др., Когерентное дифракционное излучение пучка электронов микротрона 6 МэВ // Письма в ЖЭТФ 76, 6, 397-400 (2002)

[22] T. Muto, S. Araki, R. Hamatsu, et al., Observation of incoherent diffraction radiation from a single-edge target in the visible-light region // PRL90, 104801 (2003)

[23] A. H. Lumpkin, W. J. Berg, N. S. Sereno, et al., Nonintercepting electron beam diagnostics based on optical diffraction radiation for X-ray FELs // Proceedings of the 27th International FEL Conference, Stanford, 604-607 (2005)

[24] A. H. Lumpkin, W. J. Berg, N. S. Sereno, et al., Near-field imaging of optical diffraction radiation generated by a 7-GeV electron beam // PRST AB 10, 022802 (2007)

[25] V.A Verzilov, Transition radiation in the pre-wave zone // Physics Letters A 273, 1-2, 135-140 (2000)

[26] P. Karataev, S. Araki, A. Aryshev, et al., Experimental observation and investigation of the prewave zone effect in optical diffraction radiation // PRST AB 11, 032804 (2008)

[27] L.G. Sukhikh, A.S. Aryshev, P.V. Karataev, et al., Observation of focusing effect on optical transition and diffraction radiation generated from a spherical target// PRST AB 12, 071001 (2009)

[28] M. Castellano, V. Verzilov, L. Catani et al., Bunch length measurements at TTF using coherent diffraction radiation // Proceedings of EPAC, Vienna, 1699-1701 (2000)

[29] M. Castellano, V. Verzilov, L. Catani et al., Measurements of coherent diffraction radiation and its application for bunch length diagnostics in particle accelerators // Physical Review E 63, 056501 (2001)

[30] A.H. Lumpkin, N.S. Sereno, D.W. Rule, First measurements of subpicosecond electron beam structure by autocorrelation of coherent diffraction radiation // NIM A 475, 470^75 (2001)

[31] C. Settakorn, Nondestructive bunch length measurement with coherent diffraction radiation // Proceedings of the 2th APAC, Beijing, 514-516 (2001)

[32] B. Feng, M. Oyamada, F. Hinode, et al., Electron bunch shape measurement using coherent diffraction radiation // NIM A 475, 492-497 (2001)

[33] P. Karataev, S. Araki, R. Hamatsu, Beam-Size Measurement with Optical Diffraction Radiation at KEK Accelerator Test Facility // Physical Review Letters 93, 244802 (2004)

[34] B. Feng, W.E. Gabella, T.R. Sashalmi, et al., Electron beam diagnostics using diffraction radiation // Proceedings of the FEL Conference, 546-549 (2004)

[35] D. Xiang, W.H. Huang, Ultrashort electron bunch length measurement with diffraction radiation deflector// PRST AB 10, 012801 (2007)

[36] E. Chiadroni, M. Castellano, A. Cianchi, et al., Non-intercepting electron beam transverse diagnostics with optical diffraction radiation at the DESY FLASH facility // NIM В 266, 3789-3796 (2008)

[37] Г.А. Науменко, А.П. Потылицын, M.В. Шевелёв, Ю.А. Попов, Л.Г. Сухих, Измерение длины электронных сгустков на основе

когерентного дифракционного излучения // Изв. вузов. Физика 11/2, 254-260 (2009)

[38] L. Bobb, Е. Bravin, T. Lefevre, et al., Diffraction radiation test at CesrTA for non-intercepting micron-scale beam size measurement // Proceedings of IBIC, Oxford, 619-622 (2013)

[39] D.W. Rule, R.B. Fiorito, W.D. Kimura, Noninterceptive beam diagnostics based on diffraction radiation // Proceedings of 7th BIW, Argonne, 510-517 (1996)

[40] W.D. Kimura, R.B. Fiorito, D.W. Rule, Development of diffraction diagnostics for noninvasive beam size, divergence and emittance measurements // Proceedings of the PAC, New York, 487-489 (1999)

[41] P. Karataev, S. Araki, R. Hamatsu, Diffraction radiation from a charged particle moving through a rectangular hole in a rectangular screen // NIM В 227, 198-208 (2005)

[42] A.P. Potylitsyn, R.O. Rezaev, Focusing of transition radiation and diffraction radiation from concave targets // NIM В 252, 44-49 (2006)

[43] R.B. Fiorito, A.G. Shkvarunets, T. Watanabe et al., Interference of diffraction and transition radiation and its application as a beam divergence diagnostics // PRST AB 9, 052802 (2006)

[44] A. Cianchi, V. Balandin, M. Castellano et al., Non-intercepting diagnostic for high brightness electron beams using Optical Diffraction Radiation Interference (ODRI) // J. Phys.: Conf. Ser. 357, 012019 (2012)

[45] L. Wartski, S. Roland, J. Lasalle et al., Interference phenomenon in optical transition radiation and its application to particle beam diagnostics and multiple-scattering measurements // Journal of Applied Physics 46, 3644 (1975)

[46] K. Lekomtsev, G. Boorman, R. Corsini et al., Investigation of coherent diffraction radiation from a dual target system at CTF3 // Journal of Physics: Conference Series 357, 012021 (2012)

[47] В. П. Черепанов, Диагностика пучков заряженных частиц: Курс лекций // Новосибирск, НГУ (2007)

[48] В. В. Смалюк, Диагностика пучков заряженных частиц в ускорителях // Новосибирск, Параллель (2009)

[49] G. Andonian, S. Boucher, P. Frigola et al., A real-time bunch length terahertz interferometer // Proceedings of EPAC, Genoa (2008)

[50] J. Thangaraj, G. Andonian, R. Thurman-Keup et al., Demonstration of a real-time interferometer as a bunch-length monitor in a high-current electron beam accelerator// Rev. Sci. Instrum. 83, 043302 (2012)

[51] A.P. Potylitsyn, Coherent diffraction radiation interferometry and short bunch length measurements // NIM В 227, 191-197 (2005)

[52] A.P. Potylitsyn, Transition radiation and diffraction radiation. Similarities and differences // NIM В 145, 169-179 (1998)

[53] А.П. Казанцев, Г.И. Сурдутович, Излучение заряженной частицы, пролетающей вблизи металлического экрана // Доклады Академии Наук СССР 147, 74-77 (1962)

[54] М. Castellano, V. Verzilov, L. Catani, et al., 6-D electron beam characterization using optical transition radiation and coherent diffraction radiation // DIPAC Proceedings, Grenoble, 46-50 (2001)

[55] M. Castellano, E. Chiadroni, A. Cianchi, Phase control effects in optical diffraction radiation from a slit // NIM A 614, 163-168 (2010)

[56] М.Л. Тер-Микаелян, Влияние среды на электромагнитные процессы при высоких энергиях // Ереван, Изд-во АН АрмССР (1969)

[57] Д. В. Карловец, Новые методы в теории переходного и дифракционного излучения заряженных частиц // дис. канд. физ.-мат. наук: 01.04.02, Томск (2008)

[58] Л.Г. Сухих, Фокусировка переходного и дифракционного излучения изогнутыми мишенями // дис. канд. физ.-мат. наук: 01.04.20, Томск (2009)

[59] Д. Джексон, Классическая электродинамика // Москва, Изд-во Мир (1965)

[60] J.H. Brownell, J. Walsh, G. Doucas, Spontaneous Smith-Purcell radiation described through induced surface currents // Phys. Rev. E. 63, 1075-1080 (1998)

[61] D.V. Karlovets, A.P. Potylitsyn, Generalized surface current method in the macroscopic theory of diffraction radiation // Physics Letters A 373, 1988-1996 (2009)

[62] Д.А. Шкитов, А.П. Потылицын, Модель когерентного дифракционного излучения от щелевой мишени // Современная техника и технологии: сборник трудов XVII конференции, 93-94 (2011)

[63] Д.А. Шкитов, А.П. Потылицын, Интерференционные эффекты в дифракционном излучении от дисфазной мишени // Изв. вузов. Физика 54, 11/2, 285-289 (2011)

[64] Металлооптика, Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. - М.: Советская энциклопедия (1988)

[65] P. Karataev, S. Araki, R. Hamatsu, et al., Status of optical diffraction radiation experiment at KEK-ATF extraction line // NIM В 201, 140-152 (2003)

[66] P. Karataev, S. Araki, R. Hamatsu, et al., Grating optical diffraction radiation - promising technique for non-invasive beam diagnostics // NIM В 201, 201-211 (2003)

[67] Г.А. Науменко, А.П. Потылицын, М.В. Шевелев и др., О роли поверхностных токов в проводящих мишенях в формировании дифракционного и переходного излучения релятивистских электронов // Письма в ЖЭТФ 98, 10, 665-669 (2013)

[68] J.D. Jackson, Classical Electrodynamics // New-York: John Wiley & Sons Inc. (1999)

[69] Г.А. Науменко, Форм-факторы релятивистских электронных сгустков в когерентном излучении // Изв. вузов. Физика 50, 10/3, 199206 (2007)

[70] А.Р. Potylitsyn, Image of optical diffraction radiation (ODR) source and spatial resolution of ODR beam profile monitor // Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop, Armenia, 149-163 (2004)

[71] http://www.wolfram.com/mathematica/ [721 http://cluster.tpu.ru/

[73] B.E. Пафомов, Излучение заряженной частицы при наличии границ раздела // Труды ФИАН XLIV, 28-167 (1969)

[74] К.О. Кручинин, Д.В. Карловец, Развитие теории дифракционного излучения для поверхностей конечной проводимости // Изв. вузов. Физика 55, 1, 10-16 (2012)

[75] М. Shevelev, Н. Deng, A. Potylitsyn et al., Sub-millimeter bunch length non-invasive diagnostic based on the diffraction and Cherenkov radiation // Journal of Physics: Conference Series 357, 012023 (2012)

[76] Д.А. Шкитов, Г.А. Науменко, M.B. Шевелёв и др., Интерферограмма дифракционного излучения, получаемая при прохождении электронного пучка через щелевую мишень // Поверхность, рентген., синхротр. и нейтрон, исслед. 8, 86-89 (2013) [D.A. Shkitov, G.A. Naumenko, M.V. Shevelev et al., Diffraction radiation interferogram obtained after the interaction of an electron beam with a slit target // Journal of Surface Investigation, X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques 7, 4, 784-787 (2013)]

[77] J.B. Zhang, D.A. Shkitov, S.L. Lu et al., Measurement of sub-picosecond bunch length with the interferometry from double diffraction radiation target// Proceedings of IBIC, Tsukuba, 218-221 (2012)

[78] D.A. Shkitov, G.A. Naumenko, A.P. Potylitsyn et al., Non-invasive bunch length diagnostics based on interferometry from double diffraction radiation target// Proceedings of IPAC, Shanghai, 583-585 (2013)

[79] A.N. Aleinik, A.S. Aryshev, B.N. Kalinin, G.A. Naumenko, Coherent Diffraction Radiation of a 6-MeV Microtron Electron Beam // JETP Letters, 76, 6, 337-340 (2002)

[80] Калинин Б.H., Науменко Г.А., Потылицын А.П. и др., Измерение угловых характеристик переходного излучения в ближней и дальней волновых зонах// Письма вЖЭТФ. 2006. Т. 84. № 3. С. 136.

[81] Шевелев М.В., Науменко Г.А., Потылицын А.П. и др. Исследование когерентного излучения Вавилова-Черенкова в миллиметровом диапазоне длин волн, генерируемого в мишенях из тефлона и парафина // Поверхность, рентген., синхротр. и нейтрон, исслед. 2011. №4. С.23.

[82] B.N. Kalinin, G.A. Naumenko, А P. Potylitsyn et. al, Measurement of the Angular Characteristics of Transition Radiation in Near and Far Zones // JETP Letters. 84, 3, 110-114 (2006)

[83] J.B. Zhang, H.X. Deng, X.L. Lin et. al, Tunable few-cycle coherent terahertz radiation with watt-level power from relativistic femtosecond electron beam// Nucl. Instr. and Meth. A 693, 23 (2012).

[84] https://www.qentec-eo.com/

[85] M. Fukuda, S. Araki, A. Aryshev et al., Status and future plan of the development of a compact X-ray source based on ICS at Laser Undulator Compact X-ray (LUCX) // Proceedings of PAC, Pasadena (2013)

[86] D.A. Shkitov, A.P. Potylitsyn, A.S. Aryshev et al., Feasibility of double diffraction radiation target interferometry for compact linear accelerator micro-train bunch spacing diagnostics// Journal of Physics: Conference Series, 517, 012024 (2014)

[87] D.A. Shkitov, A.P. Potylitsyn, G.A. Naumenko et al., Coherent diffraction radiation as a source of radiation in far-infrared and terahertz range // Письма в ЖЭТФ 99, 3, 138-140 (2014) [JETP Letters 99, 3, 121123 (2014)]

[88] A. Aryshev, S. Araki, M. Fukuda et al., Development of advanced THz generation schemes at KEK LUCX facility // Proc. PASJ, SUP020 (2013)

[89] http://vadiodes.com/index.php/en/products/detectors

[90] T. Takahashi, T. Matsuyama, K. Kobayashi et al., Utilization of coherent transition radiation from a linear accelerator as a source of millimeter-wave spectroscopy// Rev. Sci. Instrum. 69, 3770-3775 (1998)

[91] S. Okuda, T. Kojima, R. Taniguchi et al., High-intensity far-infrared light source using the coherent transition radiation from a short electron bunch // NIM A 528, 130-133 (2004)

[92] L. Froehlich, Bunch length measurements using a Martin-Puplett interferometer at the VUV-FEL // Diploma Thesis, DESY (2005)

[93] X.L. Lin, J.B. Zhang, H. Bei et al., Improvement on a Michelson interferometer for bunch length measurement of a femtosecond accelerator // Nuclear Science and Techniques 20, 1 (2009)

[94] D. Shkitov, A. Aryshev, A. Potylitsyn, J. Urakawa. Double diffraction radiation target interferometry for micro-train beam diagnostics // Proceedings of IPAC, Dresden, THPME159, 3635 (2014)