Дифракционное излучение релятивистских электронов и диагностика пучков тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.20 ВАК РФ

На правах пукописи

НАУМЕНКО Геннадий Андреевич

ДИФРАКЦИОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЭЛЕКТРОНОВ , И ДИАГНОСТИКА ПУЧКОВ

01 04 20 - Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Томск 2007

ООЗОб13 ю

003061310

Работа выполнена в федеральном государственном научном учреждении Научно-исследовательский Институт Ядерной Физики, г Томск

Научный консультант доктор физико-математических наук,

профессор

Потылицы» Александр Петрович

Официальные оппоненты доктор физико-математических наук,

профессор

Сербо Валерий Георгиевич

(Институт ядерной физики им Г И Будкера СО РАН, г Новосибирск)

доктор физико-математических наук профессор

Усов Юрий Петрович

(Томский политехнический университет, Томск)

доктор физико-математических наук Полевин Сергей Декабревич ( Институт сильноточной электроники Томского научного центра СО РАН)

Ведущая организация Московский инженерно-физический институт

Защита состоится «15»_октября 2007 г в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212 269 05 при Томском политехническом университете по адресу

634050, Томск, а я 25, пр Ленина, 2а, ГНУ НИИ ЯФ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТПУ

Автореферат разослан « » СР^С 2007г

Ученый секретарь /

Диссертационного Совета А В Кожевников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Термин "дифракционное излучение" (ДИ), изначально введён1 для описания излучения, возникающего при пролете заряженной частицы в вакууме вблизи края проводящей мишени Однако под этим понятием часто объединяют такие виды излучения как резонансное дифракционное излучение, излучение Смита-Парселла и излучение в переходной области от дифракционного к переходному излучению Внимание к дифракционному излучению в последнее время было вызвано возможностью использования его в невозмущающей диагностике ультрарелятивистских пучков современных ускорителей Теоретические исследования дифракционного излучения, а именно, излучения, возникающего при движении заряженной частицы вблизи проводящей полуплоскости, были начаты более 40 лет назад12. Однако экспериментальные исследования дифракционного излучения ультрарелятивистских частиц до последнего времени носили разрозненный характер34, а в оптическом диапазоне, наиболее перспективном для диагностики ультрарелятивистских пучков, дифракционное излучение до начала наших исследований экспериментально не было зарегистрировано В исследованиях переходного и дифракционного излучения в интервале от ультрафиолетового до миллиметрового диапазона длин волн большой интерес вызывает генерация излучения от проводящих мишеней, так как в этом случае обеспечивается максимальная интенсивность излучения Однако детального сравнения экспериментальных данных с расчетами ДИ до начала исследований, положенных в основу диссертации, практически не проводились

Измерения спектрально-угловых характеристик излучения ультрарелятивистских электронов в оптическом диапазоне и умеренно релятивистских электронов в миллиметровом диапазоне длин волн сталкиваются с проблемой предволновой зоны5, когда измеряется не угловое распределение излучения (в смысле направления его распространения), а его координатное распределение на заданном расстоянии, искаженное влиянием размера источника излучения Само существование этого эффекта приводит к увеличению числа степеней свободы, в пространстве которых необходимо проводить исследования для сравнения экспериментальных результатов с теорией Поэтому исследование особенностей излучения в предволновой зоне и разработка экспериментальной методики, обеспечивающей возможность корректного сравнения

1 Днестровский Ю Н , Костомаров Д П ДАН СССР 1957 С 377

2 А П Казанцев, Г И Сурдутович Докл Акад. Наук СССР 147-1 (1962)

1 Shibata Y Hasche S Ishi К et al Phys Rev E 52 (1995) 6787

4 D W Rule R В Fionto and W D kimura Proc of the 7th Beam Instrumentation Workshop Argone IL 1996

5 V A Verzjlov Phys Lett A 273 (2000) 135 \

экспериментальных результатов с теорией, а также проведение исследований дифракционного излучения в предволновой зоне с использованием этой методики является весьма актуальной задачей

Анализ существующих средств измерения поперечных размеров пучков показывает, что ни один из современных методов не обеспечивает выполнения требований, предъявляемых к диагностике в проектах современных коллайдеров -возможность невозмущающего измерения поперечных размеров отдельных микронных электронных сгустков Поэтому исследование дифракционного излучения в плане возможности использования его в этих целях оказывается весьма привлекательным, поскольку диагностика, основанная на ДИ, является практически невозмущагощая (не приводящая к заметному увеличению эмиттанса пучка)

Ввиду периодичности и цикличности процесса ускорения электронов до релятивистских энергий, они обычно сгруппированы в электронные сгустки с размерами, зависящими от типа ускорителя Учет когерентных эффектов в расчете характеристик излучения приводит к существенному различию спектрально-угловых свойств ДИ от отдельной частицы и от сгустка частиц, если размеры сгустка сравнимы с длиной волны излучения Использование когерентного излучения от наклонных периодических мишеней и излучения Смита-Парселла (излучения, генерируемого заряженной частицей при параллельном пролете над решеткой) предоставляет уникальные возможности для невозмущающей диагностики релятивистских пучков при измерениях продольных размеров электронных сгустков Так, ввиду наличия жесткой корреляции между длиной волны излучения и углом наблюдения (дисперсионное соотношение Смита-Парселла), периодическая мишень, генерирующая когерентное излучение Смита-Парселла, сама может выступать как решетка-монохроматор, значительно упрощая схему измерений Поэтому исследование когерентного излучения от наклонных периодических мишеней и излучения Смита-Парселла, как разновидности дифракционного излучения, является на настоящее время актуальной задачей

В отношении излучения Смита-Парселла до последнего времени не установилось определенного мнения об оптимальном профиле решетки, те профиля, обеспечивающего максимальный выход излучения Проблема состоит в том, что даже для одного и того же профиля решетки интенсивность излучения, рассчитанная с использованием разных теоретических подходов, различается на несколько порядков6 Теоретическая дискуссия о преимуществах того или иного профиля решетки идет уже давно, однако имеющиеся экспериментальные

6 D V ICarl^v^ts and \ Р Potyhtsyn Pliys Rev ST-AB 9 8 (2006)

результаты для решеток различного профиля несопоставимы, так как измерения проводились в разных физических условиях (периоды решеток, энергия пучка, условия когерентности, прицельные параметры и т д) Для разрешения этой проблемы необходимы экспериментальные исследования характеристик излучения Смита-Парселла в как в оптическом диапазоне, в отсутствии когерентных эффектов, так и исследование характеристик когерентного излучения от решеток с различным профилем в одинаковых экспериментальных условиях

Когерентное переходное и дифракционное излучение рассматриваются как возможные источники стимулированного излучения для создания так называемых широкополосных лазеров на свободных электронах (broad band FEL), а также как источник для генерации мягкого рентгеновского излучения с использованием эффекта томсоновского рассеяния 7 В указанных приложениях важнейшую роль играет такой параметр, как концентрация энергии излучения на единицу площади детектора или на единицу поперечного сечения электронного пучка в месте встречи пучков Однако в ряде случаев фокусировка с использованием внешней оптики оказывается невозможной Поэтому экспериментальное подтверждение возможности непосредственной фокусировки когерентного переходного и дифракционного излучения с использованием параболических мишеней может значительно упростить решение этих задач

Цель работы. Исследование свойств излучения, индуцированного полем релятивистских электронов в проводящих структурах и развитие средств диагностики пучков на базе этого излучения Эта проблема включает в себя

- обнаружение ранее не наблюдавшегося оптического дифракционного излучения и экспериментальное исследование его характеристик, включая переходную область между дифракционным и переходным излучением,

- экспериментальное исследование когерентного дифракционного и переходного излучения, включая промежуточную область

- исследование резонансного дифракционного излучения в оптическом и миллиметровом диапазоне длин волн

- развитие средств диагностики релятивистских пучков заряженных частиц на основе дифракционного и резонансного дифракционного излучения, включая невозмущающие методы измерения размеров ускоренных электронных сгустков и измерение расходимости электронных пучков

Положение пика и линейная поляризация излучения хорошо подтверждают теоретические предсказания

' А Р Potylitsyn NIM А 455 (2000) 213

Научная новизна работы. Основные результаты работы получены впервые Ниже приведены наиболее значимые из них

Впервые зарегистрировано оптическое дифракционное излучение релятивистских электронов Ранее дифракционное излучение было зарегистрировано в миллиметровом и далеком инфракрасном диапазоне В то же время оптический диапазон является наиболее перспективным для диагностики ультрарелятивистских пучков

- Впервые экспериментально исследованы спектрально-угловые характеристики оптического дифракционного излучения ультрарелятивистских электронов и исследован переход от дифракционного к переходному излучению Показано хорошее совпадение измеренных характеристик с результатами теоретических расчетов ДИ от проводящей полуплоскости, подтверждена единая природа ДИ и ПИ

- Впервые предложена и апробирована методика измерения характеристик излучения с подавлением эффекта предволновой зоны, что позволило провести сравнение измеренных характеристика ДИ, ПИ и излучения Смита-Парселла с расчетами, полученными с использованием существующих теоретических подходов, построенных в приближении дальней волновой зоны

- Впервые проведено сравнение характеристик излучения Смита-Парселла от решеток с различным профилем, измеренных в одинаковых экспериментальных условиях Показано, что решетки, состоящие из проводящих полосок с вакуумными (или диэлектрическими) промежутками более эффективны

- Впервые продемонстрирована возможность измерения поперечных размеров отдельных электронных сгустков микронных ультрарелятивистских (более 1 ГэВ) пучков с использованием свойств дифракционного излучения без искажения характеристик электронного пучка (невозмущающая диагностика)

- Впервые продемонстрировано невозмущающее измерение продольного размера релятивистских электронных сгустков с использованием когерентного излучения Смита-Парселла без применения внешних спектрометрических приборов

Практическая значимость. Весь цикл представленных в работе исследований был инициирован проблемой создания невозмущающих средств диагностики пучков современных ускорителей Фактически это и определяет практическую значимость проведенных исследований В результате исследований, проведенных на пучке КЕК АТИ (Япония) два участника Томской группы, в том числе автор этой работы, были включены в число коллаборантов проэкта КЕК АТР2,

имеющего целью создание коллайдера ILC8 Исследования по использованию дифракционного излучения в диагностике пучков начаты также на пучке ускорителя SLAC с энергией электронов 30 ГэВ в рамках проэкта DOE " Beam Test Proposal of an Optical Diffraction Radiation Beam Size Monitor at the SLAC FFTB"9 Результаты исследований фокусировки когерентного переходного и дифракционного излучения от параболических мишеней могут быть использованы в разработке источников стимулированного излучения и создании источников для генерации мягкого рентгеновского излучения с использованием эффекта томсоновского рассеяния

Личный вклад автора состоит в руководстве и непосредственном участии в постановке задач экспериментов, выборе и подготовке методик экспериментов, проведении измерений и анализе результатов исследований Выбор направления исследований в целом сделан совместно с А П Потылицыным К личному вкладу следует также отнести разработку теоретического подхода для излучения от наклонных решеток и параболических мишеней, теоретический анализ вклада излучения от поворотных и подстроечных магнитов тракта ускорителя, позволивший успешно решить задачу диагностики микронных пучков, а также теоретическое и методическое решение проблемы измерений характеристик излучение в пред-волновой зоне

Основные положения, выносимые на защиту.

1 Обнаружение оптического дифракционного излучения ультрарелятивистских электронов

2 Методы расчета излучения от периодических решеток и параболических мишеней, позволяющих рассчитывать характеристики излучения для условий экспериментов, теоретический анализ вклада излучения от поворотных и подстроечных магнитов тракта ускорителя, позволивший успешно решить задачу диагностики микронных пучков

3 Результаты исследований спектрально-угловых характеристик оптического дифракционного излучения ультрарелятивистских электронов, показавшие хорошее совпадение измеренных характеристик с результатами теоретических расчетов ДИ от проводящей полуплоскости Показан плавный переход от дифракционного к переходному излучению, подтверждающий единую природу этих явлений Показано, что используемое приближение хорошо описывает спектрально-угловые характеристики в переходной области

8 GLC Project —Linear Collider for TcV Physics edited by N Toge KEk Internal Report No 2003-7, 2003, A/H

www slac Stanford eduA-fukm/ODR

4 Методическое решение проблемы измерений характеристик излучение с подавлением эффекта пред-волновой зоны, позволяющее проводить сравнение экспериментальных результатов с расчетами, полученными с использованием существующих теоретических методов, построенных в приближении дальней волновой зоны и таким образом решить проблему интерпретации экспериментальных данных

5 Результаты исследования спектрально-угловых характеристик оптического излучения, индуцированного релятивистскими электронами в наклонных периодических мишенях и характеристик оптического излучения Смита-Парселла от плоских решеток Показан монохроматический характер излучения Подтверждена теоретическая зависимость положения линии в спектре излучения от угла наблюдения и от угла разворота мишени относительно электронного пучка

6 Абсолютные спектрально-угловые характеристики когерентного дифракционного и переходного излучения, измеренные с подавлением эффекта предволновой зоны Показано согласие угловых характеристик излучения с расчетами, полученными в приближении дальней зоны излучения Экспериментально продемонстрирован эффект фокусировки когерентного переходного излучения от параболических мишеней

7 Результаты экспериментального сравнения угловых характеристик когерентного излучения Смита-Парселла от решеток с различным профилем в одинаковых экспериментальных условиях Показано, что решетки, состоящие из проводящих полос с вакуумными (или диэлектрическими) промежутками более эффективны

8 Экспериментально показана возможность измерения поперечных размеров отдельных электронных сгустков ультрарелятивистских (с энергией более 1 ГэВ) пучков размером порядка 10 мкм с использованием оптического дифракционного излучения без искажения характеристик электронного пучка

9 Экспериментально показана возможность невозмущающего измерения продольного размера релятивистских электронных сгустков с использованием когерентного излучения Смита-Парселла без применения внешней спеюрометрической аппаратуры

Апробация результатов работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на

- международной конференции "International Symposium on Global Colliders" (г Цукуба, Япония, 2000),

- международной конференции "Electron-Photon Interaction in Dense Media" (г Ерезач, 2001)

- I-VI Международных симпозиумах "Излучение релятивистских электронов в периодических структурах"(г Томск 1993, 1995, 1997, 2003, г Иркутск 1999, г Барнаул 2001),

- XVIII конференции по ускорителям заряженных частиц "RUPAC-2002" (г Обнинск, 2002),

- международной конференции "Quantum Aspects of Beam Physics" (г Хиросима, Япония, 2003)

- международном совещании "Relativistic Channeling and Coherent Phenomena in Strong Fields" (г Фраскати, Италия, 2005),

- международной конференции " Particle Accelerator Conference, PACOS " (Ноксвил, США, 2005),

- международной конференции "International Symposium on the Development of Detectors for Particle, Astro-Particle and Synchrotron Radiation Experiments" (Стенфорд, США, 2006),

- XX всероссийской конференции по ускорителям заряженных частиц RUPAC-2006 (Новосибирск, 2006),

- семинарах ФГНУ НИИЯФ, ФТФ ТПУ, НИИЯФ МГУ, КЕК (г Цукуба, Япония), Токийский университет «Metropolitan» (г Токио, Япония), SLAC (г Стенфорд, США)

Основные результаты работы опубликованы в отечественных и зарубежных физических журналах Количество опубликованных работ в реферируемых отечественных и зарубежных журналах по теме диссертации 26.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения Объем диссертации составляет 250 страниц, включая 179 рисунков и списка литературы из 175 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введения описываются общие характеристики исследуемых явлений, обосновывается актуальность исследований, ставятся цели исследований и приводится описание общего содержания работы

Первая глава посвящена анализу теоретических основ дифракционного, переходного, резонансного дифракционного излучения и излучения Смита-Парселла, а также проблеме форм-факторов когерентного излучения в описанных выше кинематических условиях В приближениях, соответствующих условиям экспериментов получены простые выражения, позволяющие рассчитывать характеристики излучения для сравнения с экспериментальными результатами

Согласно этим расчётам, в силу единой природы дифракционного и переходного излучения, ожидается плавный переход углового распределения по полярному углу в, (см. Рис-1) при изменении прицельного параметра А, (Рис. 2; А<0 соответствует пересечение мишени пучком), при котором при А > 0 излучение имеет свойства дифракционного, а при И «-/Л - свойства переходного излучения (ПИ).

Рис. 2, Краевой лффект переходного излучения

у кц шшп

IIЦ1Я ■ I !■■

Рис. 1

Расчёт для геометрии Смита-ГГарселла (Рис, 3) показывает жесткую корреляцию между углом наблюдения <р и длиной волны излучения Л (Рис. 4), что может быть использовано в целях спектрометрии непосредственно на электронном пучке. Расчёт излучения в предволновой

зоне, когда расстояние от мишени до детектора я <у~Я (Рис. 5), показывает

['не. 3. Обозначение переменны)! к ИСП »

искажение углового распределения Рнс.4 Спектрально- угловое

_____„____________распределение плотности ИСП

излучения по сравнению с расчетами,

выполненными в приближении дальней

зоны. В результате этого сравнение экспериментальных характеристик,

измеренных в ближней зоне, с расчётами, выполненными в приближении

дальней зоны, некорректно Решение этой проблемы изложено во второй главе диссертации

Рассматриваемые здесь когерентные свойства излучения обусловлены коллективными эффектами излучения электронов в электронных сгустках Наглядно это можно показать следующим образом Предельный случай когерентного излучения сгустка из N электронов соответствует излучению заряженной частицы с зарядом q = N е Интенсивность излучения такой частицы /„,Л ~ с/2 = N2 е2, что в N раз больше интенсивности некогерентного излучения

электронов сгустка

Ie~Ne\ где 1.-е2 -интенсивность излучения отдельного электрона Учитывая, что для современных ускорителей

N«10*-10", эффект когерентности оказывается очень значительным Часто интенсивность когерентного излучения

удается представить как = N2 |/(<тА,Я)| /,„с, где - набор параметров, определяющих геометрию электронного сгустка, Я - длина волны излучения, f(ôh,X) — функция, определяющая переход от некогерентного к когерентному характеру излучения и называемая, обычно, форм-фактором электронного

сгустка Этот переход определяется соотношением и Л, а также

кинематикой излучения Если когерентные свойства синхротронного и тормозного излучения теоретически хорошо изучены 10 11, то для ПИ, ДИ и излучения Смита-Парселла рассматривались только отдельные частные случаи для простейшей кинематики излучения В связи с этим в этой главе рассматривается схема построения форм-факторов для упомянутых типов когерентного излучения

Вторая глава посвящена экспериментальным исследованиям дифракционного излучения (ДИ) и переходной области между ПИ и ДИ

В разделе 2 1 описаны исследования оптического дифракционного излучения ультрарелятивистских электронов, включая эксперименты по его обнаружению

10BagrovVG Bordovitsyn V Л Classical Theory of Synchrotron Radiation Moscow 2002

"I F Giwburg GL Kotkin SI Pohtyko and V G Serbo Physics Letters В 286 3-4(1992)392

e-r

Рис 5 Угловое распределение ПИ при различных расстояниях а от мишени до экрана для цилиндрически симметричной геометрии в предволновойзоне {а' — аIу1Л)

Приводится теоретический анализ возможного вклада фона синхротронного излучения, где обнаружено, что его вклад может быть сравним или быть значительно больше вклада дифракционного излучения Описаны возможные методы подавления этого фона Далее приведены результаты экспериментальных исследований характеристик оптического дифракционного излучения от края плоской проводящей мишени и от щелевой мишени для разных компонент поляризации излучения на выведенном пучке КЕК АТР с поперечным размером около 10 мкм и энергией электронов 1 28 ГэВ

На Рис 6 приведена зависимость интенсивности излучения от прицельного

параметра, показывающая

переход от дифракционного к переходному излучению,

соответствующая вх = 0 на Рис 2 Пример углового распределения дифракционного излучения от щелевой мишени в плоскости отражения приведен на Рис 7 (здесь у =5 соответствует углу 0 023°)

Ко времени публикации работы Кастелляно12, в которой рассматривается возможность

-300 -200

-100 О 100 200 300 прицельный параметр (мкм)

Рис 6 Интенсивность оптического излучения как функция прицельного параметра Линия - расчет излучения от края мишени Положительным значениям соответствует дифракционное излучение

использования оптического дифракционного излучения в диагностике пучков, это излучение экспериментально не наблюдалось Поэтому

регистрация его на внутреннем пучке Томского синхротрона явилась важной вехой и отправной точкой в цикле дальнейших исследований Опыт этого эксперимента позволил нам в должной мере оценить

Рис 7 Измеренное ПИ (круглые точки) и ДИ (квадратные точки) проекционное распределение вертикальной компоненты поляризации и расчетное ПИ (пунктирная линия) и ДИ (сплошная линия) с учетом размера электронного пучка

12 М СзБИИапо, Ы1М А 394, 275 (1997)

проблему фона синхротронного излучения от магнитных элементов ускорителя КЕК АТР, на пучке которого в то время планировалась программа исследований дифракционного излучения Проведенные исследования на пучке КЕК АТР после подавления вклада фона синхротронного излучения с хорошей точностью подтвердили предсказания теории для дифракционного излучения и излучения в переходной области и позволили далее приступить к задаче невозмущающей

диагностики микронных

пучков на выведенном пучке ускорителя КЕК АТР

Раздел 2 2 посвящен экспериментальным исследованиям когерентного дифракционного и переходного излучения в миллиметровом диапазоне длин волн в предволновой и дальней зоне По техническим причинам почти все исследования когерентного излучения в миллиметровом диапазоне длин волн проводятся в предволновой зоне, что приводит к проблемам в интерпретации экспериментальных результатов Для создания методики подавления эффекта

предволновой зоны нами было предложено разместить

детектор в фокальной плоскости параболического телескопа В этом случае угловые характеристики

излучения не искажаются эффектом предволновой зоны На Рис 8 показаны расчетное угловое распределение ПИ в дальней зоне и в предволновой зоне с параболическим телескопом и без него

Рис 8 1 - угловое распределение интенсивности ПИ в дальней зоне, 2 - угловое распределение в предволновой зоне при « = о 1ггл и 3 -распределение в фокальной плоскости при к = о \угХ

-Linear Fit of Data 1_E

w-

Y = A + B* X

А» -0 911009 В» 2 284008

'Xх /. . .

Ne(mA)

Рис 9 Зависимость выхода КДИ от среднего тока микротрона

Достоверность этой методики была проверена при измерении углового распределения когерентного переходного излучения Экспериментальная проверка методики и измерения характеристик когерентного дифракционного излучения проводились на выведенном пучке микротрона НИИ ЯФ г Томска со следующими параметрами энергия электронов 6 2 МэВ, населенность сгустка « 108, средний ток в макроимпульсе («104

сгустков) 30 мА, 3 6 мм (полная ширина на полувысоте), размер пучка ~4х4мм, расходимость пучка «0 06

Факт когерентности ДИ подтвержден квадратичной зависимостью интенсивности излучения от тока ускорителя (Рис 9).

На Рис 10 приведены угловая зависимость мощности

когерентного переходного излучения в макро-имрульсе в единицу телесного угла, измеренная с использованием параболической

Рис 10 1 - угловая зависимость мощности КПИ в макро-имрульсе в единицу телесного угла, измеренная с использованием параболической оптики при /<-0 З/'Я, 2- теоретическая зависимость в приближении дальней зоны с учетом апертуры детектора

оптики при теоретическая

Я = 0 3у2Л, и зависимость в приближении дальней зоны с учетом расходимости пучка Дальнейшие исследования всех типов излучения проводились с использованием описанной методики На Рис 11 приведен пример измерения углового распределения когерентного дифракционного излучения от края плоской мишени

В ряде задач, например, при генерации

стимулированного излучения или при генерации мягкого рентгеновского излучения с использованием эффекта томсоновского рассеяния,

п

Рис 11 Экспериментальная (точки) и теоретическая (сплошная линия) зависимости мощности ДИ в импульсе ускорителя от угла наблюдения

где требуется высокая концентрация излучения, фокусировка с использованием внешней оптики оказывается невозможной Для этих случаев была экспериментально исследована возможность непосредственной фокусировки когерентного переходного

излучения от параболических мишеней

На Рис 12 показано угловое распределение ПИ в глубоко предволновой зоне

(Ь/угЯ <0 065) от плоской мишени (кривая а) и от параболической мишени кривая б - детектор вне зоны фокусировки, кривая в -детектор в фокусе параболы Сравнение показывает

существенный эффект

фокусировки излучения

л Стад)

Рис 12 Измеренное угловое распределение ПИ от плоской и параболической мишени для различных условий фокусировки /- фокусное расстояние Л - расстояние от мишени до детектора

Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям резонансного дифракционного излучения релятивистских электронов

В разделе 3 1 описываются экспериментальные исследования излучения релятивистских электронов высокой и промежуточной энергии на наклонных периодических мишенях, изучение его угловых и спектральных характеристик В проведенных экспериментах на Томском синхротроне были измерены ориентационные зависимости и спектры оптического резонансного дифракционного излучения электронов с энергией 200 МэВ в плоских алюминиевых мишенях толщиной 30 мкм с периодом решетки 0 2, 0 4 и 0 8 мм под углом 4 2° к направлению движения электронов На Рис 13 показан пример ориентационной зависимости резонансного дифракционного излучения от периодической проводящей мишени с периодом 0 2 мм в области резонансного пика первого порядка для длины волны Я =404 нм Положение пика и линейная поляризация излучения хорошо подтверждают теоретические предсказания

Раздел 3 2 посвящен исследованию спектрально-угловых характеристик оптического и когерентного (в миллиметровом диапазоне длин волн) излучения Смита-Парселла

В оптическом диапазоне измерялись спектры излучения релятивистских электронов микротрона с энергией 6 2 МэВ, проходящих вблизи периодической мишени в геометрии Смита-Парселла (Рис 14) и частично пересекающих ее Результаты измерения показаны на Рис 15 В миллиметровом диапазоне длин волн проведены исследования угловых

характеристик когерентного излучения Смита-Парселла резонансным детектором на пучке линейного ускорителя НИИ ЯФ МГУ с энергией электронов 5 МэВ и широкополосным детектором на пучке Томского микротрона с энергией электронов 6 2 МэВ Полученные результаты позволили сделать заключение о возможности измерения длины отдельных сгустков с населенностью 10" электронов, используя плоскую проводящую решетку и набор датчиков,

□»рткильиал гмляртммл

теория-" в!-р«д>

Рис 13 Экспериментальная ориентационная зависимость резонансного дифракционного излучения от периодической проводящей мишени в области резонансного пика для длины вочны Я =404 нм для горизонтальной (в плоскости излучения) и вертикальной поляризации излучения

0.3,'г

теория-1 х ("«")

Рис 15 Экспериментальный спектр излучения Смита-Парселла для вертикальной (в плоскости излучения) и горизонтальной поляризации излучения

квоамичгсая глас™« кт1»мя о 1мм

Рис 14 Геометрия установки мишени, Л -импакт-параметр, 0 3/у- ширина оптического коллиматора, у- Лоренц-фактор, </=100 мкм, а= 50 мкм

расположенных под различными углами наблюдения

На пучке Томского микротрона проведено экспериментальное сравнение свойств 'ИСП от мишеней различного профиля (Таблица 1) в одинаковых экспериментальных условиях и для одинаковых общих параметрах мишеней Проведенные

исследования показали, что плоская мишень с разделенными стрипами наиболее эффективна для

генерации монохроматического излучения (см Таблицу 2)

Таблица 1 Параметры мишеней

Плоская тонкая мишень

Плоская толстая мишень

Объемная мишень с прямоугольным профилем

4

Объемная мишень с треугольным профилем

120

Соррег оп с/1е1ес1г!с 1ауег

120

т

-1

Ю А1ипптит

Соррег

Таблица 2

4 мишень Максимальный выход КИСП (отн. ед)

1 тонкая плоская мишень 0 87

2 толстая плоская мишень 0 22

3 мишень с треугольным профилем 0 07

4 мишень с прямоугольным профилем 0 14

При измерении угловых распределений излучения Смита-Парселла в широком диапазоне было обнаружено аномально интенсивное излучение под малыми углами наблюдения к направлению движения электронов (Рис 16), на порядок превосходящий по спектрально-угловой плотности излучение Смита-Парселла

Экспериментальных исследований

а 05

и

Область аномальной интенсивности излучения

Излучение Смита-Парселла

когерентного излучения в области малых углов до настоящего времени не проводилось Выяснение механизма этого излучения требует

дополнительных исследований

•А-

Д)

ни

В разделе 3 3 описаны экспериментальные исследования стимулированного ИСП с использованием периодичности поступления электронных

сгустков в экспериментальную зону (Рис 17) Здесь использовалась та

130 О (град.)

Рис 16 Полярная зависимость КИСП от мишени 1 Н 7 мм

особенность Мишели, что если ширина стрипа равна половине периода Л решетки, то коэффициент отражения такой решетки для длин волн Л <1 близок к единице. При этом условие резонанса примет вид:

(см. Рис. 17), Здесь к и т - целые числа. В эксперименте т=1, к=9.

Измерения показали, что использование резонанса ИСП на гармониках частоты следования электронных сгустков может почти на порядок увеличить интенсивность излучения в миллиметровом диапазоне длин волн. В четвёртой главе представлены результаты исследований по развитию средств диагностики релятивистских пучков с использованием дифракционного, переходного излучения и излучения Смита-Парселла.

Раздел 4.1 посвящен развитию средств не возмущающе го измерения поперечных размеров микронных электронных пучков с энергией более 1 ГэВ по оптическому дифракционному излучению. Задел, сделанный для выполнения этой задачи описан в разделе 2,1. Принцип измерения поперечных размеров пучка состоит в следующем.

Интенсивность в провале между двумя пиками в угловом распределении (Рис. 18(а)) дифракционного излучения от щелевой мишени зависит от поперечного размера пучка <ту (для отдельного электрона интенсивность равна нулю). Поэтому, лучший путь реализации измерения размера пучка состоит в измерении проекции вертикальной компоненты поляризации.

Расчетное проекционное

распределение для двух размеров пучка представлено на Рис. 18(6). Можно видеть, что при увеличении размера пучка значение интенсивности в минимуме углового распределения /тт увеличивается. В качестве критерия чувствительности можно использовать отношение интенсивности в минимуме к максимальному значению /т„. Это отношение, показанное на Рис, 18(е), рассчитано для трёх различных длин волн излучения. Чувствительность к размеру пучка определяется отношением сг',/у!Л\ и из Рис. 18(е) видно что чувствительность метода к размеру пучка возрастает для более коротких длин волн.

| -т- 21

Рис 17. Геометрия реализации стимулированного излучения

О, ¡(КП)

Рис. 18 (о) Двумерное распределение вертикальной компоненты поляризации, рассчитанной для у-2500, Л = 500нм, а=0.2мм, ва = 45", и Ь-0 (б) Проекционное распределение вертикальной компоненты поляризации, рассчитанное для <г = 0 (пунктирная линия), и сгг = 30 мкм {сплошная линия), {в) отношение минимума к

максимуму для проекционного распределения вертикальной компоненты поляризации, рассчитанное для различных длин волн, показанных в мкм.

Таким образом, измерение поперечного размера пучка состоит в измерении отношение минимума к максимуму в угловом распределении

дифракционного излучения и использовании его

теоретической зависимости от

размера пучка. Эксперимент рис ¡9. уГЛОВое распределение ОДИ измеренное проводился на выведенном с использованием полупроводниковой камеры и пучке ускорителя КЕК АТР оптического филмра с длиной волны

I = 550±20нм для отдельного импульса

ускорителя (=Ю электронов).

(Япония) со следующими параметрами: энергия

электронов 1.26 ГэВ, размеры

пучка от 5 до 70 мкм, вертикальный эмитганс 1.5х)0" мрад, горизонтальный эмиттанс 1-4x10 '' м ■ рад, населённость сгустка 1,2х 101". Использование полупроводниковой видео матрицы обеспечивает измерение углового распределения при пролёте отдельного электронного сгустка. На Рис. 19 приведён пример регистрации углового распределения ОДИ от щелевой мишени с помощью полупроводниковой видео матрицы за один импульс ускорителя (»10" электронов).

50 -

К 40 -

о 30 -

ф 20 -

V

*

£ 10 -

О

£ т /

К"' о о о О М\Л/2Х л М¥¥ЗХ > ОДИ

10

30 40 50

О1 (мкм)

Рис. 20. Корреляция между размером пучка, измеренным е ОДИ (черные квадраты) и показаниями двух проволочных сканеров установленных на пучке перед (М\У2Х -кружки) и после (М\¥ЗХ - треугольники) мишени.

оптимизация измерительное

тракта может обеспечить регистрацию поперечных размеров отдельных сгустков до 3~5 мкм.

В разделе 4.2 описаны

исследования применения излучения для расходимости 1 релятивистских пучков низкой

возможности переходного измерения профиля электронных энергии и

Измеренные электронного описанной контрольные помощью сканнеров.

размеры пучка по методике и измерения с проволочных расположенных в

тракте пучка до и после мишени дифракционного излучения приведены на Рис. 20, Как видно из рисунка, размеры пучка более 10 мкм с достаточной точностью измерены предлагаемым

методом. Оценки показывают, что применение дополнительных средств подавления фона синхротрон немо излучения и

Рис. 21. Профиль пучка микрогрона.

использования когерентного ИСП в невозмущаю щей диагностике для измерения длины электронных сгустков.

На сегодняшний день использование оптического переходного излучения для измерения размеров и профиля пучка частиц высокой энергии можно считать одним из основных методов диагностики. При низких энергиях электронов основные трудности возникают из-за широкого конуса оптического переходного излучения, что создаёт проблемы при сборе и транспортировке излучения для регистрации профиля пучка. Применение сложной оптики позволило провести конус переходного излучения через

окно вакуумной камеры и построить изображение профиля (Рис 21) пучка микротрона с энергией электронов 6 2 МэВ на полупроводниковой коммерчески доступной видео матрице за один импульс ускорителя (~5 10" электронов)

Излучение Смита Парселла также может быть использовано для невозмущающей диагностики пучков Дисперсионное соотношения Смита. (1( 1

Парселла Л у (3ДССЬ ^ ~ период решетки, в - угол наблюдения,

Лк - длина волны монохроматического излучения Смита-Парселла, к - порядок дифракции, р -

скорость электронов в единицах скорости света) и когерентные свойства

излучения в миллиметровом диапазоне длин волн позволяют использовать этот

тип излучения для измерения длины сгустка без применения внешних

приборов для измерения спектров В предположении гауссовского

__ распределения электронов в сгустке и

учитывая плавный характер

зависимости интенсивности

X некогерентного излучения Смита-

Парселла от угла наблюдения, можно

получить зависимость длины сгустка

от угла 0и2, на котором

интенсивность когерентного излучения

ю 115° ™ уменьшается до половины

„ „ 0(,><'9" максимальной интенсивности

Рис 22 Зависимость ИСП от полярно! о

угла наблюдения , \/1п 2 ( 1 п

3 а,=а —— -—СО50.

2гф \р

Измерение углового распределения излучения Смита-Парселла (Рис 22) от

мишени с периодом 8 мм проводилось на пучке микротрона с помощью

широкополосного детектора, работающего при комнатной температуре

Полученный угол на половине спада интенсивности когерентного излучения соответствует длине сгустка <тг=1 52 мм (или полной ширине на полувысоте 3 6 мм), что соответствует оценкам по фазовым характеристикам микротрона

В заключении сформулированы основные выводы по диссертационной работе

Основные результаты диссертации

1 Впервые зарегистрировано оптическое дифракционное излучение ультрарелятивистских электронов, проведено экспериментальное исследование его спектрально-угловых характеристик и показано хорошее согласие экспериментальных результатов с теоретическими расчетами

2 Впервые предложена и апробирована в эксперименте методика подавления эффекта предволновой зоны, которая дает возможность корректно интерпретировать результаты экспериментов в миллиметровом диапазоне длин волн

3 Впервые выполнены абсолютные измерения угловых характеристик когерентного дифракционного и переходного излучения с подавлением эффекта предволновой зоны, продемонстрирован эффект фокусировки когерентЕЮго переходного излучения от параболических мишеней Показано согласие угловых характеристик излучения с расчетами, полученными в приближении дальней зоны излучения

4 Проведено экспериментальное сравнение углового распределение когерентного излучения Смита-Парселла от решеток различного профиля в одинаковых экспериментальных условиях Показано, что наиболее эффективными являются плоские решетки с вакуумными промежутками

5. Впервые продемонстрирована возможность измерения поперечных размеров отдельных электронных сгустков микронных ультрарелятивистских (с энергией более 1 ГэВ) пучков с использованием свойств дифракционного излучения без искажения характеристик электронного пучка (невозмущающая диагностика)

6 Выполнено измерение расходимости и профиля электронного пучка с энергией 6 2 МэВ за один импульс ускорителя на основе оптического переходного излучения с использованием коммерчески доступной видеокамеры

Проведенные исследования позволили сформировать новое направление в диагностике пучков современных ускорителей В настоящее время исследования в этом направлении с участием Томской группы проводятся в Японии (КЕК, Цукуба) и в США (вЬАС, Стенфорд)

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Б Н Калинин, Г А Науменко, А П Потылицыи, Г А Саруев, Л Г Сухих, В А Ча Измерение угловых характеристик когерентного переходного излучения в ближней и дальней волновых зонах Письма в ЖЭТФ 84 3 (2006) 136-140

2 АН Алейник, А С Арышев, Б Н Калинин, Г А Науменко, А П. Потылицын, Г А Саруев, А Ф Шарафутдинов, О Ю Малаховский, Е А Монастырев Когерентное дифракционное излучение пучка электронов 6-МэВ-ного микротрона Письма в ЖЭТФ 76 б (2002) 397-400

3 Т Muto, S Araki, R Hamatsu, H Hayano, T Hirose, P Karataev, G Naumenko, A Potylitsyn, and J Urakawa, Observation of Incoherent Diffraction Radiation from a Single-Edge Target in theVisible-Light Region, Physical Review Letters 90, 10(2003) 104801-1

4 A N Aleimk, О V Chefonov, В N Kalinin, G A Naumenko, A P Potylitsyn, G A Saruev, A F Sharafutdinov, W Wagner Low-energy electron-beam diagnostics based on the optical transition radiation NIM В 201 (2003) 34-43

5 АР Potylitsyn, P V Karataev, and G A Naumenko, Resonant Diffraction Radiation from an Ultrarelativistic Particle Moving Close to a Tilted Grating, Phys Rev E 61 6(2000) 7039-7045

6 И E Внуков, Б H Калинин, Г А Науменко, Д В Падалко, А П Потылицын, О В Чефонов Экспериментальное обнаружение оптического дифракционного излучения Письма в ЖЭТФ 67 10 (1998) 760-764

7 J Urakawa,Н Hayano,К Kubo,S Kuroda,N Terunuma,M Kuriki,T Okugi,T Naito,

S Araki, A Potylitsyn, G Naumenko, P Karataev, N Potylitsyna, I Vnukov, T Hirose, R Hamatsu, T Muto, M Ikezawa Y Shibata, Feasibility of optical diffraction radiation for a non-invasive low-emittance beam diagnostics NIM A 472 (2001)309

8 Pavel Karataev, Sakae Araki, Ryosuke Hamatsu, Hitoshi Hayano, Toshiya Muto, Gennady Naumenko, Alexander Potylitsyn, Nobuhiro Terunuma, and Junji Urakawa Beam-Size Measurement with Optical Diffraction Radiation at KEK Accelerator Test Facility PRL 93, 244802 (2004) 1-4

9 A Aryshev, В Kalinin, G Naumenko, A Potylitsyn, R Bardai, В Ishkhanov, V Shvedunov Experimental investigation of coherent Smith-Purcell radiation from a "flat" grating NIM В 227 (2005) 175-179

10 Алейник A H , Арышев А С , Калинин Б H , Науменко Г А , Потылицын А П , Саруев Г А, Чефонов О В Возможная схема лезера на свободных электронах на основе эффекта Смита-Парселла Известия высших учебных заведений Физика - Томск ТГУ, 2004 - т 47, - № 1 - с 85

11 ГА Науменко, А П Потылицын, Б H Калинин, Г А Саруев, А Ф Шарафутдинов, Диагностика электронных пучков низких энергий на основе оптического переходного излучения - Известия ТПУ, том 307, №2, 2004

12 Р Karataev, G Naumenko, A Potyhtsyn Quasimonochromatic resonant diffraction radiation as a possible tool for non-invasive beam diagnostics NIM В 201 (2003) 133-139

13 AN Aleinik, OV Chefonov, BN Kalinin, G A Naumenko, AP Potyhtsyn, G A Saruev, A F Sharafutdinov Investigation of resonant polarization radiation of relatjvistic electrons in gratings at small angles NIM В 201 (2003) 191-200

14 G A Naumenko Some features of diffraction and transition radiation at the distance less than y2X NIM В 227 (2005) 87-94

15 P Karataev, S Araki, R Hamatsu, H Hayano, T Hirose, T Muto, G Naumenko, A. Potyhtsyn, J Urakawa Grating optical diffraction radiation Promising technique for non-invasive beam diagnostics NIM В 201 (2003) 201-211

16 G A Naumenko, AN Aleinik, A S Aryshev, BN Kalinin, A P Potyhtsyn, G A Saruev, A F Sharafutdinov Coherent transition and diffraction radiation from a bunched 6 lMeV electron beam NIM В 227 (2005) 70-77

17 P Karataev, S Araki, R Hamatsu, H Hayano, T Muto, G Naumenko, A Potyhtsyn, N Terunuma, J Urakawa Observation of optical diffraction radiation from a slit target at KEK accelerator test facility NIM В 227 (2005) 158-169

18 P Karataev, S Araki, R Hamatsu, H Hayano, T Hirose, T Muto, G Naumenko, A Potyhtsyn, J Urakawa Status of optical diffraction radiation experiment at KEK-ATF extraction line NIM В 201 (2003) 140-152

19 G N Naumenko, АР Potyhtsyn, О V Chefonov Smith-Purcell effect for angles of order y"*1 on the grating with spaced strips NIM В 173 (2001) 88-92

20 G A Naumenko Synchrotron radiation contributions to optical diffraction radiation measurements NIM В 201 (2003) 184-190

21 И E Внуков, Б H Калинин, П В Каратаев, Г А Науменко, А П Потылицин,

0 В Чефонов Исследование резонансного дифракционного излучения релятивистских электронов в проводящих периодических мишенях Ядерная Физика, 2000, том 63, № 10, с 1-4

22 Г А Науменко, А Ф Алейник, А С Арышев, В Н. Калинин, П В Каратаев, А П Потылицын, Г А Саруев, О В Чефонов, А H Шарафутдинов Оптическое поляризационное излучение релятивистских электронов в проводящих мишенях Известия высших учебных заведений, Физика 9 (2000)

23 О V Chefonov, В N Kalinin, P V Karataev, G A Naumenko, A P Potyhtsyn,

1 E Vnukov, Y Shibata Investigation of resonant polarisation radiation from

relativistic electrons passing through a tilted conducting periodical target NIM В 173 (2001)262-268

24 Алейник A H , Андреяшкин M Ю , Калинин Б H , Каратаев П В , Науменко Г А , Потылицын А П , Саруев Г А , Шарафутдинов А Ф Известия высших учебных заведений, Физика 3 (2001)

25 В N Kalinin, D V Karlovets, A S Kostousov, G A Naumenko, A P Potylitsyn, G A Saruev, L G Sukhikh Comparison of Smith-Purcell radiation characteristics from gratings with different profiles NIM В 252 (2006) 62-68

26 A H Алейник, А С Арышев, E А Богомазова, Б H Калинин, Г А Науменко, А П Потылицын, Г А Саруев, А Ф Шарафутдинов Стимулированное излучение Смита-Парселла Письма в ЖЭТФ, 79 7 (2004) 396-399

Подписано к печати 25 06 2007 г Тираж 70 экз Кол-во стр 25 Заказ №27-07 Бумага офсетная Формат А5 Печать RISO Отпечатано в типографии ООО «РауШ мбХ» Лицензия Серия ПД № 12-0092 от 03 05 2001г 634034, г Томск, ул Усова 7, ком 052 тел (3822) 56-44-54

[89] A.N. Aleinik, O.V. Chefonov, B.N. Kalinin, G.A. Naumenko, A.P. Potylitsyn, G.A. Saruev, A.F. Sharafutdinov, W. Wagner. Low-energy electron-beam diagnostics based on the optical transition radiation. NIM В 201 (2003) 34-43

[90] К. Hanke, V. Schlott, К. Aulenbacher, H.H. Braun, F. Chautard. Beam Diagnostics Using Coherent Transition Radiation at CLIC Test Facility. CERN CLIC Note 298,1996.

[91] A. Serov, S.V. Levonian, B.M. Bolotovskii, Nucl. Instr. and Meth. В 201 (2003) 91.

[92] V.L. Ginzburg, V.N. Tsytovich, Transition radiation and transition scattering, Adam Hilger, Bristol, 1990

[93] G. P. Le Sage, T. E. Cowan, R. B. Fiorito, and D. W. Rule. Phys. Rev. ST, 2, 122802 (1999)

[94] Y. Shibata et al. NIM A 528 (2004) 162

[95] T. Takahashi et al. NIM A 528 (2004)208

[96] A.P. Potylitsyn, NIM A 455 (2000) 213

[97] A.P. Potylitsyn and R.O. Rezaev, NIMB, 252 (2006) 44-49.

[98] Doucas G., Mulvey J.H., Omori M. et al. Phys. Rev. Lett. 69( 1992) 1761

[99] Woods K.J., Walsh J.E., Stoner R.E. et al. Phys. Rev. Lett. 74 (1995) 3808

[100] Ishi K., Shibata Y., Takahashi T. et al. Phys. Rev. E 51 (1995) 5212

[101] Haberle O., Henry P., Rullhusen P. BEAMS'98, Haifa, Israel, June 7-12, 1998

[102] P.M. van den Berg. Journal of the Opt. Soc. of Am. 63 12 (????) 1588 - 1597

[103] G. Kube. NIM В 227 (2005) 180-190

[104] Pavel Karataev, Sakae Araki, Ryosuke Hamatsu, Hitoshi Hayano, Toshiya Muto, Gennady Naumenko, Alexander Potylitsyn, Nobuhiro Terunuma, and Junji Urakawa. Beam-Size Measurement with Optical Diffraction Radiation at KEK Accelerator Test Facility. PRL 93, 244802 (2004) 1-4

[105] A. Aryshev, B. Kalinin, G. Naumenko, A. Potylitsyn, R. Bardai, В. Ishkhanov, V. Shvedunov. Experimental investigation of coherent Smith-Purcell radiation from a "flat" grating. NIM В 227 (2005) 175-179

[106] D.V. Karlovets and A.P. Potylitsyn, Phys. Rev. ST-AB 9, 8 (2006)

[107] Ф. С. Русин, Г. Д. Богомолов, Изв. вузов, Радиофизика 11, 756 (1968).

[108] V. Baryshevsky, К. Batrakov, A. Gurinovich et al., Nucl. lustrum. Methods Phys. Res. A 483, 21 (2002).

[144] P. Karataev, G. Naumenko, A. Potylitsyn. Quasimonochromatic resonant diffraction radiation as a possible tool for non-invasive beam diagnostics. NIM B 201 (2003) 133-139.

[145] B. E. Carlsten and S. J. Russell, Phys. Rev. E. 53, R2072 (1996).

[146] H. Wiedemann, Particle Accelerator Physics, Springer Verlag, Heidelberg 1993

[147] M. C. Lampel, Nucl. Instr. and Meth. A 385 19 (1997);

[148] D. C. Nguyen. Nucl. Instr. and Meth. A 393 (1997) 514-518

[149] A.N. Aleinik, O.V. Chefonov, B.N. Kalinin, G.A. Naumenko, A.P. Potylitsyn, G.A. Saruev, A.F. Sharafutdinov. Investigation of resonant polarization radiation of relativistic electrons in gratings at small angles. NIM B 201 (2003) 191-200.

[150] G.A. Naumenko. Some features of diffraction and transition radiation at the distance less than NIM B 227 (2005) 87-94.

[151] P. Karataev, S. Araki, R. Hamatsu, H. Hayano, T. Hirose, T. Muto, G. Naumenko, A. Potylitsyn, J. Urakawa. Grating optical diffraction radiation Promising technique for non-invasive beam diagnostics. NIM B 201 (2003) 201-211.

[152] M. Venturini and R.Warnock. Bursts of Coherent Synchrotron Radiation in Electron Storage Rings: A Dynamical Model. Phys. Rev. Letters 89 22 (2002) 224802

[153] G.A. Naumenko, A.N. Aleinik, A.S. Aryshev, B.N. Kalinin, A.P. Potylitsyn, G.A. Saruev, A.F. Sharafutdinov. Coherent transition and diffraction radiation from a bunched 6.1MeV electron beam. NIM B 227 (2005) 70-77.

[154] P. Karataev, S. Araki, R. Hamatsu, H. Hayano, T. Muto, G. Naumenko, A. Potylitsyn, N. Terunuma, J. Urakawa. Observation of optical diffraction radiation from a slit target at KEK accelerator test facility. NIM B 227 (2005) 158-169.

[155] P. Karataev, S. Araki, R. Hamatsu, H. Hayano, T. Hirose, T. Muto, G. Naumenko, A. Potylitsyn, J. Urakawa. Status of optical diffraction radiation experiment at KEK-ATF extraction line. NIM B 201 (2003) 140-152.

[156] G.N. Naumenko, A.P. Potylitsyn, O.V. Chefonov. Smith-Purcell efect for angles of order y"1 on the grating with spaced strips. NIM B 173 (2001) 88-92

[157] G.A. Naumenko. Synchrotron radiation contributions to optical diffraction radiation measurements. NIM В 201 (2003) 184-190

[158] И.Е. Внуков, Б.Н. Калинин, П.В. Каратаев, Г.А. Науменко, А.П. Потылицин, О.В. Чефонов . Исследование резонансного дифракционного излучения релятивистских электронов в проводящих периодических мишенях . Ядерная Физика, 2000, том 63, № 10, с. 1-4

[159] Г.А. Науменко, А.Ф. Алейник, А.С. Арышев, В.Н. Калинин, П.В. Каратаев, А.П. Потылицын, Г.А. Саруев, О.В. Чефонов, А.Н. Шарафутдинов Оптическое поляризационное излучение релятивистских электронов в проводящих мишенях. Известия высших учебных заведений, Физика 9 (2000)

[160] O.V. Chefonov, B.N. Kalinin, P.V. Karataev, G.A. Naumenko, A.P. Potylitsyn, I.E. Vnukov, Y. Shibata. Investigation of resonant polarisation radiation from relativistic electrons passing through a tilted conducting periodical target. NIM В 173 (2001) 262-268

[161] B.N. Kalinin, D.V. Karlovets, A.S. Kostousov, G.A. Naumenko, A.P. Potylitsyn, G.A. Saruev, L.G. Sukhikh. Comparison of Smith-Purcell radiation characteristics from gratings with different profiles. NIM В 252 (2006) 62-68

[162] A. H. Алейник, А. С. Арышев, E. А. Богомазова, Б. H. Калинин, Г. А. Науменко, А. П. Потылицын, Г. А. Саруев, А. Ф. Шарафутдинов. Стимулированное излучение Смита-Парселла. Письма в ЖЭТФ 79 7 (2004) 396-399.

[163] Г.А. Науменко, А.П. Потылицын, Б.Н. Калинин, Г.А. Саруев, А.Ф. Шарафутдинов, Диагностика электронных пучков низких энергий на основе оптического переходного излучения - Известия ТПУ, том 307, №2,2004

[164] P. Karataew, R. Hamatsu, T. Muto, S. Araki, H. Hayano, J. Urakawa, G. Naumenko, A. Potylitsyn, T. Hirose. Application of optical diffraction radiation to a non-invasive low-emittance high-brightness beam diagnostics. Материалы международного рабочего совещания по электрон-фотонным взаимодействиям в плотной среде. Ереван, 2001.

[165] G. Naumenko. LANL arXiv:Physics/0208093,2007

[166] G.A. Naumenko, B.N. Kalinin, G.A. Saruev Yu.A. Popov, A.P. Potylitsyn, L.G. Sukhikh, V.A. Cha. LANL arXiv:Physics/0208092, 2007

[167] И.Ф. Гинзбург, Г.Л. Коткин, С.И. Политыко, В.Г. Сербо. Когерентное тормозное излучение на встречных пучках. Ядерная физика 55 12 (1992) 3324

[168] А.Р. Potylitsyn and M.N. Strikhanov. Resonance Diffraction Radiation from Ultrarelativistic Particles. Russian Physics Journal 45 9 (2002)

[169] Седракян Д.М. Известия АН Арм.ССР, Серия физ-мат.наук. 1964. Т. 17. С.103.

[170] G.L. Kotkin, V.G. Serbo. Beam-size effect and particle losses at B-factories KEKB and PEP-II. NIM В 227 (2005) 137

[171] V.G. Serbo. Coherent bremsstrahlung as a new possibility to monitor collisions of beams at colliders. NIM В 227 1-2 (2005) 132

[172] I. F. Ginzburg, G.L. Kotkin, S.I. Polityko and V.G. Serbo. Coherent bremsstrahlung at colliding beams. Physics Letters В 286 3-4 (1992) 392

[173] В. M. Лопухин и В. А. Угаров. Электромагнитное излучение в ускорителях. Успехи физических наук Т. XXXIV, Вып. 3

[174] Синхротронное излучение. Сб. ст. под ред А. А. Соколова, И. М. Тернова. М., 1965

[175] BagrovV.G., Bordovitsyn V. A. Classical Theory of Synchrotron Radiatipn. Ed. by V. A. Bordovitsyn. Moscow, 2002

[176] Багров В.Г., Беданоков P.А., Флешер Г.И. О синхротронном излучении пространственно распределенных зарядов. - Известия вузов. Физика. 1993. Т. 36, N 1. С. 23-25.

[177] М.Я.Амусья, В.М.Буймистров, Б.А.Зон и др. Поляризационное тормозное излучение частиц и атомов. М., Наука, 1987 (англ. пер.: Plenum Press NY 1992).

[178] М.И. Рязанов, И.С. Тилинин. Переходное излучение ультрарелятивистской частицы от искривлённой поверхности раздела сред. ЖЭТФ 71 6 (1976) 2078

[179] W.P.E.M. Op't Root, P.W. Smorenburg, Т. van Oudheusden, M.J. van fer Wiel, O.J. Luiten. Theory of coherent transition radiation generated by ellipsoidal electron bunches. Phy.Rev.S.T. AB 10, 012802 (2007)