信息来源：陈民、盛政明、张杰研究组
激光尾波加速以其比传统加速器高近三个数量级的加速梯度，一直以来被视为有望用于下一代对撞机及辐射源的新加速技术。最近几年，随着激光尾波加速电子束的品质逐步得到提升以及电子束稳定性提高，基于它的辐射源研究越来越趋于实用。当前，如何使得激光加速辐射源具有更好的品质，实现诸如在偏振、辐射场分布、亮度等等的可调谐性，渐渐成为人们研究的主要方向。
上海交大物理与天文系激光等离子体实验室近年来一直致力于激光尾波加速电子束及辐射源的品质提升，在电子离化注入理论及实验研究方面取得了一系列的重要成果：已经利用百太瓦激光在一厘米尺度内，通过离化注入自截止机制实现准单能的，中心能量在1.2GeV的电子束加速【Phys. Plasmas 21, 030701 (2014)；Sci. Rep. 5, 14659 (2015)】；并在理论上提出了双色光离化注入实现超低发射度和超低能散的电子束加速【PRL, 114, 084801 (2015)；PRL, 112, 125001 (2014)】。最近该实验室博士研究生罗辑，陈民特别研究员与盛政明、张杰教授等合作者，在前期有关基于等离子体通道的等离子体波荡器研究的基础之上【Light: Science & Applications 5, e16015(2016)】，提出了螺旋等离子体波荡器的新方案。该方案利用偏轴斜入射激光在等离子体通道中的螺旋型传输，使得后续尾波及其内部被加速电子同样做螺旋型运动。由于激光传输的运动可以通过等离子体通道及激光入射参数调谐，相应地被加速电子束的螺旋运动也具有可调谐性。
基于激光等离子体螺旋型波荡器辐射示意图。
通过理论及大规模数值模拟研究，他们发现利用现有激光条件及等离子体通道技术可以实现外注入电子束或离化注入电子束的螺旋型运动，在远场产生偏振可控的中空辐射场。在实验室现有条件下在厘米尺度内可以实现亮度为2X1019photons/s/mm2/mrad2/0.1%BW的X射线辐射源，该亮度与现有第三代同步辐射光源亮度相当。
相较于以往的基于激光尾场的Betatron辐射，该方案在辐射源的偏振、空间分布、辐射频谱等方面的可调谐性获得大的提升，为基于激光尾波加速的可调谐辐射源研究提供了新的思路。本工作最近发表在杂志Scientific Reports 6, 29101 (2016)上(www.nature.com/articles/srep29101)，受到973A类项目（2013CBA01504）、自然科学基金面上项目支持。数值模拟在上海交通大学高性能计算中心的超级计算机P和广州天河二号超级计算机上完成。
左图：激光在等离子体通道中传输形成的尾波空泡及被加速电子束。
右图：激光束（红色），电子束（蓝色）及理论计算得到的激光束（黑色）中心传输轨迹。
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