Electrodynamic system for powerful THz-band free-electron laser based on linear induction accelerator “LIU”: simulations and “cold” tests

N. Yu. Peskov; Песков Н. Ю.; S. L. Sinitsky; Синицкий С. Л.; Е. S. Sandalov; Сандалов Е. С.; А. V. Savilov; Савилов А. В.; Yu. S. Oparina; Опарина Ю. С.; D. А. Nikiforov; Никифоров Д. А.; V. Yu. Zaslavsky; Заславский В. Ю.; N. S. Ginzburg; Гинзбург Н. С.; V. I. Belousov; Белоусов В. И.; А. V. Аrzhannikov; Аржанников А. В.; D. I. Sobolev; Соболев Д. И.

doi:10.31857/S0367676522701290

Electrodynamic system for powerful THz-band free-electron laser based on linear induction accelerator “LIU”: simulations and “cold” tests

Authors: Peskov N.Y.¹^,2, Sinitsky S.L.², Sandalov Е.S.², Savilov А.V.¹, Oparina Y.S.¹^,2, Nikiforov D.А.², Zaslavsky V.Y.¹, Ginzburg N.S.¹^,2, Belousov V.I.¹, Аrzhannikov А.V.², Sobolev D.I.¹
Affiliations:
1. Institute of Applied Physics of the Russian Academy of Sciences,
2. Budker Institute of Nuclear Physics of the Russian Academy of Sciences
Issue: Vol 87, No 5 (2023)
Pages: 755-760
Section: Articles
URL: https://journals.eco-vector.com/0367-6765/article/view/654417
DOI: https://doi.org/10.31857/S0367676522701290
EDN: https://elibrary.ru/ACAGLI
ID: 654417

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract

The current stage of development of powerful long-pulse free-electron laser (FEL) of the terahertz band carried out in the BINP RAS in collaboration with the IAP RAS based on the linear induction accelerator “LIU” with an energy of 5–10 MeV, a kA-level current, and a pulse duration of up to 200 ns is described. To ensure a stable narrow-band generation regime, the project proposes the use of two alternative types of the electrodynamic system: advanced Bragg resonators and quasi-optical Talbot-type resonators. We discussed design parameters of the FEL based on these resonators and results of their simulations under conditions of substantial oversize. Operability of resonators of the novel types was demonstrated in the “cold” electrodynamic tests.

References

Логачев П.В., Кузнецов Г.И., Корепанов А.А. и др. // ПТЭ. 2013. № 6. С. 42; Logachev P.V., Kuznetsov G.I., Korepanov A.A. et al. // Instrum. Exp. Tech. 2013. V. 56. No. 6. P. 672.
Никифоров Д.А., Блинов М.Ф., Федоров В.В. и др. // Письма в ЭЧАЯ. 2020. Т. 17. № 2(227). С. 158; Nikiforov D.A., Blinov M.F., Fedorov V.V. et al. // Part. Nucl. Lett. 2020. V. 17. No. 2. P. 197.
Peskov N.Yu., Ginzburg N.S., Malkin A.M. et al. // EPJ Web Conf. 2018. V. 195. Art. No. 01010.
Arzhannikov A.V., Ginzburg N.S., Peskov N.Yu. et al. // IEEE Conf. Proc. The 44th Int. Conf. IRMMW-THz 2019 (Paris, 2019). Art. No. 8874573.
Аржанников А.В., Бак П.А., Белоусов В.И. и др. // Изв. вузов. Радиофиз. 2021. Т. 64. № 11. С. 905.
Гинзбург Н.С., Малкин А.М., Песков Н.Ю., Сергеев А.С. // Письма в ЖТФ. 2006. Т. 32. № 20. С. 60; Ginzburg N.S., Malkin A.M., Peskov N.Yu., Sergeev A.S. // Tech. Phys. Lett. 2006. V. 32. No. 10. P. 896.
Ковaлев Н.Ф., Оpловa И.М., Петелин М.И. // Изв. вузов. Paдиофиз. 1968. Т. 11. № 5. С. 783.
Bratman V.L., Denisov G.G., Ginzburg N.S., Petelin M.I. // IEEE J. Quant. Electron. 1983. V. QE-19. No. 3. P. 282.
Гапонов А.В., Гольденберг А.Л., Григорьев Д.П. и др. // Письма в ЖЭТФ. 1965. Т. 2. № 9. С. 430.
Гинзбург Н.С., Заславский В.Ю., Зотова И.В. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2010. Т. 91. № 6. С. 286; Ginzburg N.S., Zaslavskii V.Yu., Zotova I.V. et al. // JETP Lett. 2010. V. 91. No. 6. P. 266.
Песков Н.Ю., Гинзбург Н.С., Заславский В.Ю., Корнишин С.Ю. // Изв. вузов. Радиофиз. 2020. Т. 63. № 5–6. С. 488.
Peskov N.Yu., Ginzburg N.S., Golubev I.I. et al. // Appl. Phys. Lett. 2020. V. 116. Art. No. 0006047.
Ginzburg N.S., Kaminsky A.A., Kaminsky A.K. et al. // IEEE Trans. Plasma Sci. 1998. V. 26. No. 3. P. 542.
Проявин М.Д., Вихарев А.А., Федотов А.Э. и др. // Изв. вузов. Радиофиз. 2020. Т. 63. № 5–6. С. 521.
Denisov G.G., Lukovnikov D.A., Shmelyov M.Yu. // Proc. IRMMW-1993. (Colchester, 1993). P. 485.
Urbanus W.H., Bongers W.A., Van Der Geer C.A.J. et al. // Phys. Rev. E. 1999. V. 59. No. 5. P. 6058.
Oparina Yu.S., Peskov N.Yu., Savilov A.V. // Phys. Rev. Appl. 2019. V. 12. Art. No. 044070.
Oparina Yu.S., Savilov A.V., Shchegolkov D.Yu. // J. Appl. Phys. 2020. V. 128. No. 11. Art. No. 114502.