Transport of bunches in a dielectric wakefield accelerator using an array of plasma cells

Abstract

An array of short sections of plasma dielectric wakefield accelerator modules spaced by vacuum zones (without plasma) is proposed to avoid the “underdense” operating regime. A calculation of the dynamics of the accelerated particles in such an array of accelerating-drift sections is given. The parameters of bunches which are available in SLAC are used for this calculation. A dielectric structure using fused silica provides an operating frequency ~ 350 GHz. Lengths of plasma and vacuum sections providing stable transportation of the accelerated bunch are found. The bunch size in the focal plane is determined.

Пропонується використовувати масив відносно коротких секцій плазмово-діелектричних кільватерних прискорювальних (ПДКП) модулів, розділених вакуумними проміжками (без плазми, хоча вони можуть містити діелектричну структуру), з метою уникнути небажаного перефокусування згустку, що прискорюється. Проведено розрахунок динаміки частинок, що прискорюються, у такій решітці прискорювально-дрейфових секцій ПДКП. Для розрахунків використані параметри згустків, наявні в SLAC. Діелектрична структура на основі плавленого кварцу забезпечує робочу частоту ~ 350 ГГц. Знайдено довжини плазмової й вакуумної секцій, які забезпечують стійке транспортування згустку, що прискорюється. Визначені розміри згустку у фокальній площині.

Предлагается использовать массив относительно коротких секций плазменно-диэлектрических кильватерных ускорительных (ПДКУ) модулей, разделенных вакуумными промежутками (без плазмы, хотя они могут содержать диэлектрическую структуру), с целью избежать нежелательной перефокусировки ускоряемого сгустка. Проведен расчет динамики ускоряемых частиц в такой решетке ускорительно-дрейфовых секций ПДКУ. Для расчета использованы параметры сгустков, имеющиеся в SLAC. Диэлектрическая структура на основе плавленого кварца обеспечивает рабочую частоту ~ 350 ГГц. Найдены длины плазменной и вакуумной секций, обеспечивающих устойчивую транспортировку ускоряемого сгустка. Определены размеры сгустка в фокальной плоскости.