Laser and Particle Beams



The SPARC/X SASE-FEL Projects


D.  ALESINI  a1 , S.  BERTOLUCCI  a1 , M.E.  BIAGINI  a1 , R.  BONI  a1 , M.  BOSCOLO  a1 , M.  CASTELLANO  a1 , A.  CLOZZA  a1 , G..  DI PIRRO  a1 , A.  DRAGO  a1 , A.  ESPOSITO  a1 , M.  FERRARIO  a1 , V.  FUSCO  a1 , A.  GALLO  a1 , A.  GHIGO  a1 , S.  GUIDUCCI  a1 , M.  INCURVATI  a1 , C.  LIGI  a1 , F.  MARCELLINI  a1 , M.  MIGLIORATI  a1 , C.  MILARDI  a1 , A.  MOSTACCI  a1 , L.  PALUMBO  a1 , L.  PELLEGRINO  a1 , M.  PREGER  a1 , P.  RAIMONDI  a1 , R.  RICCI  a1 , C.  SANELLI  a1 , M.  SERIO  a1 , F.  SGAMMA  a1 , B.  SPATARO  a1 , A.  STECCHI  a1 , A.  STELLA  a1 , F.  TAZZIOLI  a1 , C.  VACCAREZZA  a1 c1 , M.  VESCOVI  a1 , C.  VICARIO  a1 , M.  ZOBOV  a1 , F.  ALESSANDRIA  a2 , A.  BACCI  a2 , I.  BOSCOLO  a2 , F.  BROGGI  a2 , S.  CIALDI  a2 , C.  DE MARTINIS  a2 , D.  GIOVE  a2 , C.  MAROLI  a2 , V.  PETRILLO  a2 , M.  ROMÈ  a2 , L.  SERAFINI  a2 , P.  MUSUMECI  a3 , M.  MATTIOLI  a3 , L.  CATANI  a4 , E.  CHIADRONI  a4 , S.  TAZZARI  a4 , F.  CIOCCI  a5 , G.  DATTOLI  a5 , A.  DORIA  a5 , F.  FLORA  a5 , G.P.  GALLERANO  a5 , L.  GIANNESSI  a5 , E.  GIOVENALE  a5 , G.  MESSINA  a5 , L.  MEZI  a5 , P.L.  OTTAVIANI  a5 , L.  PICARDI  a5 , M.  QUATTROMINI  a5 , A.  RENIERI  a5 , C.  RONSIVALLE  a5 , A.  CIANCHI  a6 , C.  SCHAERF  a6 and J.B.  ROSENZWEIG  a7
a1 INFN-Frascati, Frascati (RM), Italy
a2 INFN-Milano, Italy
a3 INFN-Roma1, Roma, Italy
a4 INFN-Roma2, Roma, Italy
a5 ENEA-Frascati, Frascati (RM), Italy
a6 Università Roma Tor Vergata, Roma, Italy
a7 UCLA, Department of Physics and Astronomy, Los Angeles, California

Article author query
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Abstract

SPARC and SPARX are two different initiatives toward an Italian Free Electron Laser (FEL) source operating in the Self Amplified Spontaneous Emission (SASE) mode, in which several national research institutions are involved. SPARC is a high gain FEL project devoted to provide a source of visible and VUV radiation while exploiting the SASE mechanism. An advanced Photo-Injector system, emittance compensating RF-gun plus a 150 MeV Linac, will inject a high quality e-beam into the undulator to generate high brilliance FEL radiation in the visible region at the fundamental wavelength, ([similar]500 nm). The production of flat top drive laser beams, high peak current bunches, and emittance compensation scheme will be investigated together with the generation of higher harmonic radiation in the VUV region. SPARX is the direct evolution of such a high gain SASE FEL toward the 13.5 and 1.5 nm operating wavelengths, at 2.5 GeV. To get the required value for the bunch peak current, Ipeak [approximate] 2.5 kA, the “hybrid” scheme, RF-compression stage plus magnetic chicane, is analyzed and compared with the more standard double stage of magnetic compression. The two options are reviewed considering the tolerance to the drive laser pulse phase jitter.

(Received November 1 2003)
(Accepted April 30 2004)


Key Words: FEL-SASE; High order harmonic radiation; Magnetic compression; Photo-Injector; Velocity bunching.

Correspondence:
c1 Address correspondence and reprint requests to: Cristina Vaccarezza, INFN-LNF, Via E. Fermi 40, 00044 Frascati (RM), Italy. E-mail: cristina.vaccarezza@lnf.infn.it