Velocity bunchingされた電子バンチのダブルスリット法によるエミッタンスの測定

Measurement of emittance for electron bunches compressed by velocity bunching via double-slit-scan method

飯島 北斗; 羽島 良一; 上坂 充*; 作美 明*; 坂本 文人*; 上田 徹*

Iijima, Hokuto; Hajima, Ryoichi; Uesaka, Mitsuru*; Sakumi, Akira*; Sakamoto, Fumito*; Ueda, Toru*

エネルギー回収型超伝導リニアック(ERL)は、次世代放射光源として高輝度かつコヒーレントなX線発生を実現する技術として注目を浴びている。こうしたX線の利用方法はさまざまであるが、その1つにpump-and-probe法による超高速現象の観測が挙げられ、こうした実験では高時間分解能を必要とすることから、100fs程度の電子バンチの生成が要求される。そこでわれわれは、この極短電子バンチの生成方法としてmain linacでのvelocity bunchingを考え、PARMELAによるシミュレーションでこれを評価した。加速管はTESLA型を仮定した。これにより電荷量77pCの電子バンチが3.2psから0.17psまで圧縮できることを確認した。エミッタンスに関しては1.5mm.mradで、わずかな増大が確認されたが、それは許容範囲であった。今後、このシミュレーションをもとに低電荷量,低エミッタンスビームに対する圧縮の実証実験を東大18Lライナックで行う。

We report the availability of velocity bunching in an energy recovery linac (ERL) by a numerical analysis, and the plan of precise measurement of bunching emittance via a double-slit-scan method. The simulation performed for eight TESLA-type cavities reveals successful bunch compression from 3.2 ps to 0.17 ps. Since the residual energy spread after velocity bunching is considerably smaller than the correlated energy spread required for magnetic compression through a recirculation loop, velocity bunching is useful to realized short-pulse and high-brightness X-rays by ERL. The emittance of velocity bunching was calculated to be 1.5 mm.mrad for the bunch charge of 77pC without the emittance compensation by an external solenoid field. Although the emittance growth due to the space-charge effect was small in the simulation, it is necessary to evaluate the emittance-growth mechanism under velocity bunching. Therefore, the emittance measurement via double-slit-scan method is carrying out in the UTNL-18L.