An Analysis of the coherent synchrotron radiation effect in an energy-recovery linac by first-order transfer matrix

ビーム輸送行列を用いたコヒーレント放射光効果の解析

羽島 良一

Hajima, Ryoichi

エネルギー回収型リニアックを用いた高輝度光量子源の実現において、輝度を制限する重要な物理現象の一つとして、コヒーレント放射光効果によるビームエミッタンスの増大がある。本報では、ビーム輸送行列を用いたコヒーレント放射光効果の解析手法を提案しその有効性を検証する。例として3GeV-ERLの周回軌道におけるエミッタンス増大とその補償を示す。

We propose a novel approach to the analysis of the coherent synchrotron radiation (CSR) effect on beam dynamics in energy-recovery linacs (ERL). Since an ERL return-arc consists of a large number of dipole and quadrupole magnets, it is not a practical way to search an optimum design by time-consuming particle simulations. We show that a first-order transfer matrix can be applied to calculate the emittance growth due to the CSR in the linear regime, weak CSR limit. The optimum design of ERL arcs such as triple-bend achromat lattice is easily obtained by matrix calculation. As an example, optimization of a 3GeV ERL arc is presented.