Abstract

Ultrashort electron beams with a narrow energy spread, high charge, and low jitter are essential for resolving phase transitions in metals, semiconductors, and molecular crystals. These accelerated beams, produced by phototriggered electron guns, are also injected into accelerators for x-ray light sources. The achievable resolution of these time-resolved electron diffraction or x-ray experiments has been hindered by surface field and timing jitter limitations in conventional RF guns, which thus far are <200  MV/m and >96  fs, respectively. A gun driven by optically generated single-cycle terahertz (THz) pulses provides a practical solution for enabling not only GV/m surface fields but also absolute timing stability, since the pulses are generated by the same laser as the phototrigger. Here, we demonstrate an all-optical THz gun yielding a peak electron energy approaching 1 keV, accelerated by >300  MV/m THz fields in a micrometer-scale waveguide structure. We also achieve quasi-monoenergetic, sub-kiloelectron volt bunches with 32 fC of charge, which can already be used for time-resolved low-energy electron diffraction. Such ultracompact, easy-to-implement guns—driven by intrinsically synchronized THz pulses that are pumped by an amplified arm of the already-present photoinjector laser—provide a new tool with the potential to transform accelerator-based science.

© 2016 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

Corrections

1 November 2016: A correction was made to the funding section.


OSA Recommended Articles
Compact electron acceleration and bunch compression in THz waveguides

Liang Jie Wong, Arya Fallahi, and Franz X. Kärtner
Opt. Express 21(8) 9792-9806 (2013)

Single-shot spatiotemporal measurements of high-field terahertz pulses

J. van Tilborg, C. B. Schroeder, Cs. Tóth, C. G. R. Geddes, E. Esarey, and W. P. Leemans
Opt. Lett. 32(3) 313-315 (2007)

Ultrahigh-intensity optical slow-wave structure for direct laser electron acceleration

Andrew G. York, B. D. Layer, J. P. Palastro, T. M. Antonsen, and H. M. Milchberg
J. Opt. Soc. Am. B 25(7) B137-B146 (2008)

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. H. Wiedemann, Particle Accelerator Physics (Springer, 2007).
  2. F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.
  3. F. Zhou, C. Adolphsen, Y. Ding, Z. Li, and A. Vlieks, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 1761.
  4. V. Dolgashev, S. Tantawi, Y. Higashi, and B. Spataro, Appl. Phys. Lett. 97, 171501 (2010).
    [Crossref]
  5. L. Laurent, S. Tantawi, V. Dolgashev, C. Nantista, Y. Higashi, M. Aicheler, S. Heikkinen, and W. Wuensch, Phys. Rev. ST Accel. Beams 14, 041001 (2011).
    [Crossref]
  6. G. J. H. Brussaard, A. Lassise, P. L. E. M. Pasmans, P. H. A. Mutsaers, M. J. Van Der Wiel, and O. J. Luiten, Appl. Phys. Lett. 103, 141105 (2013).
    [Crossref]
  7. M. Harmand, R. Coffee, M. R. Bionta, M. Chollet, D. French, D. Zhu, D. M. Fritz, H. T. Lemke, N. Medvedev, B. Ziaja, S. Toleikis, and M. Cammarata, Nat. Photonics 7, 215 (2013).
    [Crossref]
  8. W. J. Engelen, M. A. van der Heijden, D. J. Bakker, E. J. D. Vredenbregt, and O. J. Luiten, Nat. Commun. 4, 1693 (2013).
    [Crossref]
  9. E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
    [Crossref]
  10. E. A. Nanni, W. R. Huang, K.-H. Hong, K. Ravi, A. Fallahi, G. Moriena, R. J. D. Miller, and F. X. Kärtner, Nat. Commun. 6, 8486 (2015).
    [Crossref]
  11. J. Zawadzka, D. A. Jaroszynski, J. J. Carey, and K. Wynne, Appl. Phys. Lett. 79, 2130 (2001).
    [Crossref]
  12. A. J. Goers, G. A. Hine, L. Feder, B. Miao, F. Salehi, J. K. Wahlstrand, and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 115, 194802 (2015).
    [Crossref]
  13. W. R. Huang, E. A. Nanni, K. Ravi, K.-H. Hong, A. Fallahi, L. J. Wong, P. D. Keathley, L. E. Zapata, and F. X. Kärtner, Sci. Rep. 5, 14899 (2015).
    [Crossref]
  14. A. Fallahi, M. Fakhari, A. Yahaghi, M. Arrieta, and F. X. Kärtner, Phys. Rev. Accel. Beams 19, 081302 (2016).
    [Crossref]
  15. M. Shalaby and C. P. Hauri, Nat. Commun. 6, 5976 (2015).
    [Crossref]
  16. K. Iwaszczuk, A. Andryieuski, A. Lavrinenko, X.-C. Zhang, and P. U. Jepsen, Opt. Express 20, 8344 (2012).
    [Crossref]
  17. A. Fallahi and F. X. Kärtner, J. Phys. B 47, 234015 (2014).
    [Crossref]
  18. U. Fruhling, E. Plo, M. Krikunova, R. Kalms, F. Budzyn, and O. Grimm, Nat. Photonics 3, 523 (2009).
    [Crossref]
  19. G. Herink, L. Wimmer, and C. Ropers, New J. Phys. 16, 123005 (2014).
    [Crossref]
  20. K. J. Kim, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 275, 201 (1989).
    [Crossref]
  21. J. R. Harris, K. L. Ferguson, J. W. Lewellen, S. P. Niles, B. Rusnak, R. L. Swent, W. B. Colson, T. I. Smith, C. H. Boulware, T. L. Grimm, P. R. Cunningham, M. S. Curtin, D. C. Miccolis, D. J. Sox, and W. S. Graves, Phys. Rev. Accel. Beams 14, 053501 (2011).
    [Crossref]
  22. L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
    [Crossref]
  23. J. Rosenzweig, N. Barov, S. Hartman, M. Hogan, S. Park, C. Pellegrini, G. Travish, R. Zhang, P. Davis, G. Hairapetian, and C. Joshi, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 341, 379 (1994).
    [Crossref]
  24. M. Gulde, S. Schweda, G. Storeck, M. Maiti, H. K. Yu, A. M. Wodtke, S. Schäfer, and C. Ropers, Science 345, 200 (2014).
    [Crossref]

2016 (1)

A. Fallahi, M. Fakhari, A. Yahaghi, M. Arrieta, and F. X. Kärtner, Phys. Rev. Accel. Beams 19, 081302 (2016).
[Crossref]

2015 (4)

M. Shalaby and C. P. Hauri, Nat. Commun. 6, 5976 (2015).
[Crossref]

A. J. Goers, G. A. Hine, L. Feder, B. Miao, F. Salehi, J. K. Wahlstrand, and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 115, 194802 (2015).
[Crossref]

W. R. Huang, E. A. Nanni, K. Ravi, K.-H. Hong, A. Fallahi, L. J. Wong, P. D. Keathley, L. E. Zapata, and F. X. Kärtner, Sci. Rep. 5, 14899 (2015).
[Crossref]

E. A. Nanni, W. R. Huang, K.-H. Hong, K. Ravi, A. Fallahi, G. Moriena, R. J. D. Miller, and F. X. Kärtner, Nat. Commun. 6, 8486 (2015).
[Crossref]

2014 (3)

A. Fallahi and F. X. Kärtner, J. Phys. B 47, 234015 (2014).
[Crossref]

G. Herink, L. Wimmer, and C. Ropers, New J. Phys. 16, 123005 (2014).
[Crossref]

M. Gulde, S. Schweda, G. Storeck, M. Maiti, H. K. Yu, A. M. Wodtke, S. Schäfer, and C. Ropers, Science 345, 200 (2014).
[Crossref]

2013 (4)

G. J. H. Brussaard, A. Lassise, P. L. E. M. Pasmans, P. H. A. Mutsaers, M. J. Van Der Wiel, and O. J. Luiten, Appl. Phys. Lett. 103, 141105 (2013).
[Crossref]

M. Harmand, R. Coffee, M. R. Bionta, M. Chollet, D. French, D. Zhu, D. M. Fritz, H. T. Lemke, N. Medvedev, B. Ziaja, S. Toleikis, and M. Cammarata, Nat. Photonics 7, 215 (2013).
[Crossref]

W. J. Engelen, M. A. van der Heijden, D. J. Bakker, E. J. D. Vredenbregt, and O. J. Luiten, Nat. Commun. 4, 1693 (2013).
[Crossref]

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

2012 (1)

2011 (2)

L. Laurent, S. Tantawi, V. Dolgashev, C. Nantista, Y. Higashi, M. Aicheler, S. Heikkinen, and W. Wuensch, Phys. Rev. ST Accel. Beams 14, 041001 (2011).
[Crossref]

J. R. Harris, K. L. Ferguson, J. W. Lewellen, S. P. Niles, B. Rusnak, R. L. Swent, W. B. Colson, T. I. Smith, C. H. Boulware, T. L. Grimm, P. R. Cunningham, M. S. Curtin, D. C. Miccolis, D. J. Sox, and W. S. Graves, Phys. Rev. Accel. Beams 14, 053501 (2011).
[Crossref]

2010 (1)

V. Dolgashev, S. Tantawi, Y. Higashi, and B. Spataro, Appl. Phys. Lett. 97, 171501 (2010).
[Crossref]

2009 (1)

U. Fruhling, E. Plo, M. Krikunova, R. Kalms, F. Budzyn, and O. Grimm, Nat. Photonics 3, 523 (2009).
[Crossref]

2001 (1)

J. Zawadzka, D. A. Jaroszynski, J. J. Carey, and K. Wynne, Appl. Phys. Lett. 79, 2130 (2001).
[Crossref]

1998 (1)

L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
[Crossref]

1994 (1)

J. Rosenzweig, N. Barov, S. Hartman, M. Hogan, S. Park, C. Pellegrini, G. Travish, R. Zhang, P. Davis, G. Hairapetian, and C. Joshi, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 341, 379 (1994).
[Crossref]

1989 (1)

K. J. Kim, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 275, 201 (1989).
[Crossref]

Adolphsen, C.

F. Zhou, C. Adolphsen, Y. Ding, Z. Li, and A. Vlieks, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 1761.

Aicheler, M.

L. Laurent, S. Tantawi, V. Dolgashev, C. Nantista, Y. Higashi, M. Aicheler, S. Heikkinen, and W. Wuensch, Phys. Rev. ST Accel. Beams 14, 041001 (2011).
[Crossref]

Andryieuski, A.

Arrieta, M.

A. Fallahi, M. Fakhari, A. Yahaghi, M. Arrieta, and F. X. Kärtner, Phys. Rev. Accel. Beams 19, 081302 (2016).
[Crossref]

Bakker, D. J.

W. J. Engelen, M. A. van der Heijden, D. J. Bakker, E. J. D. Vredenbregt, and O. J. Luiten, Nat. Commun. 4, 1693 (2013).
[Crossref]

Barov, N.

J. Rosenzweig, N. Barov, S. Hartman, M. Hogan, S. Park, C. Pellegrini, G. Travish, R. Zhang, P. Davis, G. Hairapetian, and C. Joshi, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 341, 379 (1994).
[Crossref]

Bazarov, I.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Belomestnykh, S.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Billing, M.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Bionta, M. R.

M. Harmand, R. Coffee, M. R. Bionta, M. Chollet, D. French, D. Zhu, D. M. Fritz, H. T. Lemke, N. Medvedev, B. Ziaja, S. Toleikis, and M. Cammarata, Nat. Photonics 7, 215 (2013).
[Crossref]

Boulware, C. H.

J. R. Harris, K. L. Ferguson, J. W. Lewellen, S. P. Niles, B. Rusnak, R. L. Swent, W. B. Colson, T. I. Smith, C. H. Boulware, T. L. Grimm, P. R. Cunningham, M. S. Curtin, D. C. Miccolis, D. J. Sox, and W. S. Graves, Phys. Rev. Accel. Beams 14, 053501 (2011).
[Crossref]

Brussaard, G. J. H.

G. J. H. Brussaard, A. Lassise, P. L. E. M. Pasmans, P. H. A. Mutsaers, M. J. Van Der Wiel, and O. J. Luiten, Appl. Phys. Lett. 103, 141105 (2013).
[Crossref]

Budzyn, F.

U. Fruhling, E. Plo, M. Krikunova, R. Kalms, F. Budzyn, and O. Grimm, Nat. Photonics 3, 523 (2009).
[Crossref]

Byer, R. L.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Cammarata, M.

M. Harmand, R. Coffee, M. R. Bionta, M. Chollet, D. French, D. Zhu, D. M. Fritz, H. T. Lemke, N. Medvedev, B. Ziaja, S. Toleikis, and M. Cammarata, Nat. Photonics 7, 215 (2013).
[Crossref]

Carey, J. J.

J. Zawadzka, D. A. Jaroszynski, J. J. Carey, and K. Wynne, Appl. Phys. Lett. 79, 2130 (2001).
[Crossref]

Chojnacki, E.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Chollet, M.

M. Harmand, R. Coffee, M. R. Bionta, M. Chollet, D. French, D. Zhu, D. M. Fritz, H. T. Lemke, N. Medvedev, B. Ziaja, S. Toleikis, and M. Cammarata, Nat. Photonics 7, 215 (2013).
[Crossref]

Coffee, R.

M. Harmand, R. Coffee, M. R. Bionta, M. Chollet, D. French, D. Zhu, D. M. Fritz, H. T. Lemke, N. Medvedev, B. Ziaja, S. Toleikis, and M. Cammarata, Nat. Photonics 7, 215 (2013).
[Crossref]

Colby, E. R.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Colson, W. B.

J. R. Harris, K. L. Ferguson, J. W. Lewellen, S. P. Niles, B. Rusnak, R. L. Swent, W. B. Colson, T. I. Smith, C. H. Boulware, T. L. Grimm, P. R. Cunningham, M. S. Curtin, D. C. Miccolis, D. J. Sox, and W. S. Graves, Phys. Rev. Accel. Beams 14, 053501 (2011).
[Crossref]

Constantine, S.

L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
[Crossref]

Conway, Z.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Cowan, B.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Cunningham, P. R.

J. R. Harris, K. L. Ferguson, J. W. Lewellen, S. P. Niles, B. Rusnak, R. L. Swent, W. B. Colson, T. I. Smith, C. H. Boulware, T. L. Grimm, P. R. Cunningham, M. S. Curtin, D. C. Miccolis, D. J. Sox, and W. S. Graves, Phys. Rev. Accel. Beams 14, 053501 (2011).
[Crossref]

Curtin, M. S.

J. R. Harris, K. L. Ferguson, J. W. Lewellen, S. P. Niles, B. Rusnak, R. L. Swent, W. B. Colson, T. I. Smith, C. H. Boulware, T. L. Grimm, P. R. Cunningham, M. S. Curtin, D. C. Miccolis, D. J. Sox, and W. S. Graves, Phys. Rev. Accel. Beams 14, 053501 (2011).
[Crossref]

Davis, P.

J. Rosenzweig, N. Barov, S. Hartman, M. Hogan, S. Park, C. Pellegrini, G. Travish, R. Zhang, P. Davis, G. Hairapetian, and C. Joshi, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 341, 379 (1994).
[Crossref]

Ding, Y.

F. Zhou, C. Adolphsen, Y. Ding, Z. Li, and A. Vlieks, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 1761.

Dobbins, J.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Dolgashev, V.

L. Laurent, S. Tantawi, V. Dolgashev, C. Nantista, Y. Higashi, M. Aicheler, S. Heikkinen, and W. Wuensch, Phys. Rev. ST Accel. Beams 14, 041001 (2011).
[Crossref]

V. Dolgashev, S. Tantawi, Y. Higashi, and B. Spataro, Appl. Phys. Lett. 97, 171501 (2010).
[Crossref]

Dunham, B.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Ehrlich, R.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Engelen, W. J.

W. J. Engelen, M. A. van der Heijden, D. J. Bakker, E. J. D. Vredenbregt, and O. J. Luiten, Nat. Commun. 4, 1693 (2013).
[Crossref]

England, R. J.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Fakhari, M.

A. Fallahi, M. Fakhari, A. Yahaghi, M. Arrieta, and F. X. Kärtner, Phys. Rev. Accel. Beams 19, 081302 (2016).
[Crossref]

Fallahi, A.

A. Fallahi, M. Fakhari, A. Yahaghi, M. Arrieta, and F. X. Kärtner, Phys. Rev. Accel. Beams 19, 081302 (2016).
[Crossref]

W. R. Huang, E. A. Nanni, K. Ravi, K.-H. Hong, A. Fallahi, L. J. Wong, P. D. Keathley, L. E. Zapata, and F. X. Kärtner, Sci. Rep. 5, 14899 (2015).
[Crossref]

E. A. Nanni, W. R. Huang, K.-H. Hong, K. Ravi, A. Fallahi, G. Moriena, R. J. D. Miller, and F. X. Kärtner, Nat. Commun. 6, 8486 (2015).
[Crossref]

A. Fallahi and F. X. Kärtner, J. Phys. B 47, 234015 (2014).
[Crossref]

Feder, L.

A. J. Goers, G. A. Hine, L. Feder, B. Miao, F. Salehi, J. K. Wahlstrand, and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 115, 194802 (2015).
[Crossref]

Ferguson, K. L.

J. R. Harris, K. L. Ferguson, J. W. Lewellen, S. P. Niles, B. Rusnak, R. L. Swent, W. B. Colson, T. I. Smith, C. H. Boulware, T. L. Grimm, P. R. Cunningham, M. S. Curtin, D. C. Miccolis, D. J. Sox, and W. S. Graves, Phys. Rev. Accel. Beams 14, 053501 (2011).
[Crossref]

Forster, M.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

French, D.

M. Harmand, R. Coffee, M. R. Bionta, M. Chollet, D. French, D. Zhu, D. M. Fritz, H. T. Lemke, N. Medvedev, B. Ziaja, S. Toleikis, and M. Cammarata, Nat. Photonics 7, 215 (2013).
[Crossref]

Fritz, D. M.

M. Harmand, R. Coffee, M. R. Bionta, M. Chollet, D. French, D. Zhu, D. M. Fritz, H. T. Lemke, N. Medvedev, B. Ziaja, S. Toleikis, and M. Cammarata, Nat. Photonics 7, 215 (2013).
[Crossref]

Fruhling, U.

U. Fruhling, E. Plo, M. Krikunova, R. Kalms, F. Budzyn, and O. Grimm, Nat. Photonics 3, 523 (2009).
[Crossref]

Goers, A. J.

A. J. Goers, G. A. Hine, L. Feder, B. Miao, F. Salehi, J. K. Wahlstrand, and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 115, 194802 (2015).
[Crossref]

Graves, W. S.

J. R. Harris, K. L. Ferguson, J. W. Lewellen, S. P. Niles, B. Rusnak, R. L. Swent, W. B. Colson, T. I. Smith, C. H. Boulware, T. L. Grimm, P. R. Cunningham, M. S. Curtin, D. C. Miccolis, D. J. Sox, and W. S. Graves, Phys. Rev. Accel. Beams 14, 053501 (2011).
[Crossref]

Grimm, O.

U. Fruhling, E. Plo, M. Krikunova, R. Kalms, F. Budzyn, and O. Grimm, Nat. Photonics 3, 523 (2009).
[Crossref]

Grimm, T. L.

J. R. Harris, K. L. Ferguson, J. W. Lewellen, S. P. Niles, B. Rusnak, R. L. Swent, W. B. Colson, T. I. Smith, C. H. Boulware, T. L. Grimm, P. R. Cunningham, M. S. Curtin, D. C. Miccolis, D. J. Sox, and W. S. Graves, Phys. Rev. Accel. Beams 14, 053501 (2011).
[Crossref]

Gruner, S. M.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Gulde, M.

M. Gulde, S. Schweda, G. Storeck, M. Maiti, H. K. Yu, A. M. Wodtke, S. Schäfer, and C. Ropers, Science 345, 200 (2014).
[Crossref]

Gulliford, C.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Hairapetian, G.

J. Rosenzweig, N. Barov, S. Hartman, M. Hogan, S. Park, C. Pellegrini, G. Travish, R. Zhang, P. Davis, G. Hairapetian, and C. Joshi, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 341, 379 (1994).
[Crossref]

Harmand, M.

M. Harmand, R. Coffee, M. R. Bionta, M. Chollet, D. French, D. Zhu, D. M. Fritz, H. T. Lemke, N. Medvedev, B. Ziaja, S. Toleikis, and M. Cammarata, Nat. Photonics 7, 215 (2013).
[Crossref]

Harris, J. R.

J. R. Harris, K. L. Ferguson, J. W. Lewellen, S. P. Niles, B. Rusnak, R. L. Swent, W. B. Colson, T. I. Smith, C. H. Boulware, T. L. Grimm, P. R. Cunningham, M. S. Curtin, D. C. Miccolis, D. J. Sox, and W. S. Graves, Phys. Rev. Accel. Beams 14, 053501 (2011).
[Crossref]

Hartman, S.

J. Rosenzweig, N. Barov, S. Hartman, M. Hogan, S. Park, C. Pellegrini, G. Travish, R. Zhang, P. Davis, G. Hairapetian, and C. Joshi, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 341, 379 (1994).
[Crossref]

Hauri, C. P.

M. Shalaby and C. P. Hauri, Nat. Commun. 6, 5976 (2015).
[Crossref]

Heikkinen, S.

L. Laurent, S. Tantawi, V. Dolgashev, C. Nantista, Y. Higashi, M. Aicheler, S. Heikkinen, and W. Wuensch, Phys. Rev. ST Accel. Beams 14, 041001 (2011).
[Crossref]

Herink, G.

G. Herink, L. Wimmer, and C. Ropers, New J. Phys. 16, 123005 (2014).
[Crossref]

Higashi, Y.

L. Laurent, S. Tantawi, V. Dolgashev, C. Nantista, Y. Higashi, M. Aicheler, S. Heikkinen, and W. Wuensch, Phys. Rev. ST Accel. Beams 14, 041001 (2011).
[Crossref]

V. Dolgashev, S. Tantawi, Y. Higashi, and B. Spataro, Appl. Phys. Lett. 97, 171501 (2010).
[Crossref]

Hine, G. A.

A. J. Goers, G. A. Hine, L. Feder, B. Miao, F. Salehi, J. K. Wahlstrand, and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 115, 194802 (2015).
[Crossref]

Hoffstaetter, G.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Hogan, M.

J. Rosenzweig, N. Barov, S. Hartman, M. Hogan, S. Park, C. Pellegrini, G. Travish, R. Zhang, P. Davis, G. Hairapetian, and C. Joshi, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 341, 379 (1994).
[Crossref]

Hong, K.-H.

E. A. Nanni, W. R. Huang, K.-H. Hong, K. Ravi, A. Fallahi, G. Moriena, R. J. D. Miller, and F. X. Kärtner, Nat. Commun. 6, 8486 (2015).
[Crossref]

W. R. Huang, E. A. Nanni, K. Ravi, K.-H. Hong, A. Fallahi, L. J. Wong, P. D. Keathley, L. E. Zapata, and F. X. Kärtner, Sci. Rep. 5, 14899 (2015).
[Crossref]

Huang, W. R.

W. R. Huang, E. A. Nanni, K. Ravi, K.-H. Hong, A. Fallahi, L. J. Wong, P. D. Keathley, L. E. Zapata, and F. X. Kärtner, Sci. Rep. 5, 14899 (2015).
[Crossref]

E. A. Nanni, W. R. Huang, K.-H. Hong, K. Ravi, A. Fallahi, G. Moriena, R. J. D. Miller, and F. X. Kärtner, Nat. Commun. 6, 8486 (2015).
[Crossref]

Iwaszczuk, K.

Jaroszynski, D. A.

J. Zawadzka, D. A. Jaroszynski, J. J. Carey, and K. Wynne, Appl. Phys. Lett. 79, 2130 (2001).
[Crossref]

Jepsen, P. U.

Joshi, C.

J. Rosenzweig, N. Barov, S. Hartman, M. Hogan, S. Park, C. Pellegrini, G. Travish, R. Zhang, P. Davis, G. Hairapetian, and C. Joshi, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 341, 379 (1994).
[Crossref]

Kalms, R.

U. Fruhling, E. Plo, M. Krikunova, R. Kalms, F. Budzyn, and O. Grimm, Nat. Photonics 3, 523 (2009).
[Crossref]

Kärtner, F. X.

A. Fallahi, M. Fakhari, A. Yahaghi, M. Arrieta, and F. X. Kärtner, Phys. Rev. Accel. Beams 19, 081302 (2016).
[Crossref]

W. R. Huang, E. A. Nanni, K. Ravi, K.-H. Hong, A. Fallahi, L. J. Wong, P. D. Keathley, L. E. Zapata, and F. X. Kärtner, Sci. Rep. 5, 14899 (2015).
[Crossref]

E. A. Nanni, W. R. Huang, K.-H. Hong, K. Ravi, A. Fallahi, G. Moriena, R. J. D. Miller, and F. X. Kärtner, Nat. Commun. 6, 8486 (2015).
[Crossref]

A. Fallahi and F. X. Kärtner, J. Phys. B 47, 234015 (2014).
[Crossref]

Keathley, P. D.

W. R. Huang, E. A. Nanni, K. Ravi, K.-H. Hong, A. Fallahi, L. J. Wong, P. D. Keathley, L. E. Zapata, and F. X. Kärtner, Sci. Rep. 5, 14899 (2015).
[Crossref]

Kim, K. J.

K. J. Kim, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 275, 201 (1989).
[Crossref]

Kostroun, V.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Krikunova, M.

U. Fruhling, E. Plo, M. Krikunova, R. Kalms, F. Budzyn, and O. Grimm, Nat. Photonics 3, 523 (2009).
[Crossref]

Lassise, A.

G. J. H. Brussaard, A. Lassise, P. L. E. M. Pasmans, P. H. A. Mutsaers, M. J. Van Der Wiel, and O. J. Luiten, Appl. Phys. Lett. 103, 141105 (2013).
[Crossref]

Laurent, L.

L. Laurent, S. Tantawi, V. Dolgashev, C. Nantista, Y. Higashi, M. Aicheler, S. Heikkinen, and W. Wuensch, Phys. Rev. ST Accel. Beams 14, 041001 (2011).
[Crossref]

Lavrinenko, A.

Leedle, K. J.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Lemke, H. T.

M. Harmand, R. Coffee, M. R. Bionta, M. Chollet, D. French, D. Zhu, D. M. Fritz, H. T. Lemke, N. Medvedev, B. Ziaja, S. Toleikis, and M. Cammarata, Nat. Photonics 7, 215 (2013).
[Crossref]

Lewellen, J. W.

J. R. Harris, K. L. Ferguson, J. W. Lewellen, S. P. Niles, B. Rusnak, R. L. Swent, W. B. Colson, T. I. Smith, C. H. Boulware, T. L. Grimm, P. R. Cunningham, M. S. Curtin, D. C. Miccolis, D. J. Sox, and W. S. Graves, Phys. Rev. Accel. Beams 14, 053501 (2011).
[Crossref]

Li, Y.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Li, Z.

F. Zhou, C. Adolphsen, Y. Ding, Z. Li, and A. Vlieks, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 1761.

Liepe, M.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Liu, X.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Loehl, F.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Lommel, D.

L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
[Crossref]

Luiten, O. J.

G. J. H. Brussaard, A. Lassise, P. L. E. M. Pasmans, P. H. A. Mutsaers, M. J. Van Der Wiel, and O. J. Luiten, Appl. Phys. Lett. 103, 141105 (2013).
[Crossref]

W. J. Engelen, M. A. van der Heijden, D. J. Bakker, E. J. D. Vredenbregt, and O. J. Luiten, Nat. Commun. 4, 1693 (2013).
[Crossref]

Maiti, M.

M. Gulde, S. Schweda, G. Storeck, M. Maiti, H. K. Yu, A. M. Wodtke, S. Schäfer, and C. Ropers, Science 345, 200 (2014).
[Crossref]

McGuinness, C.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

McNeur, J.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Medvedev, N.

M. Harmand, R. Coffee, M. R. Bionta, M. Chollet, D. French, D. Zhu, D. M. Fritz, H. T. Lemke, N. Medvedev, B. Ziaja, S. Toleikis, and M. Cammarata, Nat. Photonics 7, 215 (2013).
[Crossref]

Miao, B.

A. J. Goers, G. A. Hine, L. Feder, B. Miao, F. Salehi, J. K. Wahlstrand, and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 115, 194802 (2015).
[Crossref]

Miccolis, D. C.

J. R. Harris, K. L. Ferguson, J. W. Lewellen, S. P. Niles, B. Rusnak, R. L. Swent, W. B. Colson, T. I. Smith, C. H. Boulware, T. L. Grimm, P. R. Cunningham, M. S. Curtin, D. C. Miccolis, D. J. Sox, and W. S. Graves, Phys. Rev. Accel. Beams 14, 053501 (2011).
[Crossref]

Milchberg, H. M.

A. J. Goers, G. A. Hine, L. Feder, B. Miao, F. Salehi, J. K. Wahlstrand, and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 115, 194802 (2015).
[Crossref]

Miller, R. J. D.

E. A. Nanni, W. R. Huang, K.-H. Hong, K. Ravi, A. Fallahi, G. Moriena, R. J. D. Miller, and F. X. Kärtner, Nat. Commun. 6, 8486 (2015).
[Crossref]

Montazeri, B.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Morais, J.

L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
[Crossref]

Moriena, G.

E. A. Nanni, W. R. Huang, K.-H. Hong, K. Ravi, A. Fallahi, G. Moriena, R. J. D. Miller, and F. X. Kärtner, Nat. Commun. 6, 8486 (2015).
[Crossref]

Mutsaers, P. H. A.

G. J. H. Brussaard, A. Lassise, P. L. E. M. Pasmans, P. H. A. Mutsaers, M. J. Van Der Wiel, and O. J. Luiten, Appl. Phys. Lett. 103, 141105 (2013).
[Crossref]

Nanni, E. A.

E. A. Nanni, W. R. Huang, K.-H. Hong, K. Ravi, A. Fallahi, G. Moriena, R. J. D. Miller, and F. X. Kärtner, Nat. Commun. 6, 8486 (2015).
[Crossref]

W. R. Huang, E. A. Nanni, K. Ravi, K.-H. Hong, A. Fallahi, L. J. Wong, P. D. Keathley, L. E. Zapata, and F. X. Kärtner, Sci. Rep. 5, 14899 (2015).
[Crossref]

Nantista, C.

L. Laurent, S. Tantawi, V. Dolgashev, C. Nantista, Y. Higashi, M. Aicheler, S. Heikkinen, and W. Wuensch, Phys. Rev. ST Accel. Beams 14, 041001 (2011).
[Crossref]

Niles, S. P.

J. R. Harris, K. L. Ferguson, J. W. Lewellen, S. P. Niles, B. Rusnak, R. L. Swent, W. B. Colson, T. I. Smith, C. H. Boulware, T. L. Grimm, P. R. Cunningham, M. S. Curtin, D. C. Miccolis, D. J. Sox, and W. S. Graves, Phys. Rev. Accel. Beams 14, 053501 (2011).
[Crossref]

Padamsee, H.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Park, S.

J. Rosenzweig, N. Barov, S. Hartman, M. Hogan, S. Park, C. Pellegrini, G. Travish, R. Zhang, P. Davis, G. Hairapetian, and C. Joshi, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 341, 379 (1994).
[Crossref]

Pasmans, P. L. E. M.

G. J. H. Brussaard, A. Lassise, P. L. E. M. Pasmans, P. H. A. Mutsaers, M. J. Van Der Wiel, and O. J. Luiten, Appl. Phys. Lett. 103, 141105 (2013).
[Crossref]

Pellegrini, C.

J. Rosenzweig, N. Barov, S. Hartman, M. Hogan, S. Park, C. Pellegrini, G. Travish, R. Zhang, P. Davis, G. Hairapetian, and C. Joshi, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 341, 379 (1994).
[Crossref]

Peralta, E. A.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Plo, E.

U. Fruhling, E. Plo, M. Krikunova, R. Kalms, F. Budzyn, and O. Grimm, Nat. Photonics 3, 523 (2009).
[Crossref]

Ravi, K.

W. R. Huang, E. A. Nanni, K. Ravi, K.-H. Hong, A. Fallahi, L. J. Wong, P. D. Keathley, L. E. Zapata, and F. X. Kärtner, Sci. Rep. 5, 14899 (2015).
[Crossref]

E. A. Nanni, W. R. Huang, K.-H. Hong, K. Ravi, A. Fallahi, G. Moriena, R. J. D. Miller, and F. X. Kärtner, Nat. Commun. 6, 8486 (2015).
[Crossref]

Reed, M. K.

L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
[Crossref]

Rice, D.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Ropers, C.

G. Herink, L. Wimmer, and C. Ropers, New J. Phys. 16, 123005 (2014).
[Crossref]

M. Gulde, S. Schweda, G. Storeck, M. Maiti, H. K. Yu, A. M. Wodtke, S. Schäfer, and C. Ropers, Science 345, 200 (2014).
[Crossref]

Rosenzweig, J.

J. Rosenzweig, N. Barov, S. Hartman, M. Hogan, S. Park, C. Pellegrini, G. Travish, R. Zhang, P. Davis, G. Hairapetian, and C. Joshi, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 341, 379 (1994).
[Crossref]

Rusnak, B.

J. R. Harris, K. L. Ferguson, J. W. Lewellen, S. P. Niles, B. Rusnak, R. L. Swent, W. B. Colson, T. I. Smith, C. H. Boulware, T. L. Grimm, P. R. Cunningham, M. S. Curtin, D. C. Miccolis, D. J. Sox, and W. S. Graves, Phys. Rev. Accel. Beams 14, 053501 (2011).
[Crossref]

Salehi, F.

A. J. Goers, G. A. Hine, L. Feder, B. Miao, F. Salehi, J. K. Wahlstrand, and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 115, 194802 (2015).
[Crossref]

Schäfer, S.

M. Gulde, S. Schweda, G. Storeck, M. Maiti, H. K. Yu, A. M. Wodtke, S. Schäfer, and C. Ropers, Science 345, 200 (2014).
[Crossref]

Schwartz, B.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Schweda, S.

M. Gulde, S. Schweda, G. Storeck, M. Maiti, H. K. Yu, A. M. Wodtke, S. Schäfer, and C. Ropers, Science 345, 200 (2014).
[Crossref]

Shalaby, M.

M. Shalaby and C. P. Hauri, Nat. Commun. 6, 5976 (2015).
[Crossref]

Shemelin, V.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Smith, E.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Smith, T. I.

J. R. Harris, K. L. Ferguson, J. W. Lewellen, S. P. Niles, B. Rusnak, R. L. Swent, W. B. Colson, T. I. Smith, C. H. Boulware, T. L. Grimm, P. R. Cunningham, M. S. Curtin, D. C. Miccolis, D. J. Sox, and W. S. Graves, Phys. Rev. Accel. Beams 14, 053501 (2011).
[Crossref]

Smolenski, K.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Soong, K.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Sox, D. J.

J. R. Harris, K. L. Ferguson, J. W. Lewellen, S. P. Niles, B. Rusnak, R. L. Swent, W. B. Colson, T. I. Smith, C. H. Boulware, T. L. Grimm, P. R. Cunningham, M. S. Curtin, D. C. Miccolis, D. J. Sox, and W. S. Graves, Phys. Rev. Accel. Beams 14, 053501 (2011).
[Crossref]

Sozer, E. B.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Spataro, B.

V. Dolgashev, S. Tantawi, Y. Higashi, and B. Spataro, Appl. Phys. Lett. 97, 171501 (2010).
[Crossref]

Steiner-Shepard, M. K.

L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
[Crossref]

Storeck, G.

M. Gulde, S. Schweda, G. Storeck, M. Maiti, H. K. Yu, A. M. Wodtke, S. Schäfer, and C. Ropers, Science 345, 200 (2014).
[Crossref]

Swent, R. L.

J. R. Harris, K. L. Ferguson, J. W. Lewellen, S. P. Niles, B. Rusnak, R. L. Swent, W. B. Colson, T. I. Smith, C. H. Boulware, T. L. Grimm, P. R. Cunningham, M. S. Curtin, D. C. Miccolis, D. J. Sox, and W. S. Graves, Phys. Rev. Accel. Beams 14, 053501 (2011).
[Crossref]

Tantawi, S.

L. Laurent, S. Tantawi, V. Dolgashev, C. Nantista, Y. Higashi, M. Aicheler, S. Heikkinen, and W. Wuensch, Phys. Rev. ST Accel. Beams 14, 041001 (2011).
[Crossref]

V. Dolgashev, S. Tantawi, Y. Higashi, and B. Spataro, Appl. Phys. Lett. 97, 171501 (2010).
[Crossref]

Tigner, M.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Toleikis, S.

M. Harmand, R. Coffee, M. R. Bionta, M. Chollet, D. French, D. Zhu, D. M. Fritz, H. T. Lemke, N. Medvedev, B. Ziaja, S. Toleikis, and M. Cammarata, Nat. Photonics 7, 215 (2013).
[Crossref]

Travish, G.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

J. Rosenzweig, N. Barov, S. Hartman, M. Hogan, S. Park, C. Pellegrini, G. Travish, R. Zhang, P. Davis, G. Hairapetian, and C. Joshi, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 341, 379 (1994).
[Crossref]

van der Heijden, M. A.

W. J. Engelen, M. A. van der Heijden, D. J. Bakker, E. J. D. Vredenbregt, and O. J. Luiten, Nat. Commun. 4, 1693 (2013).
[Crossref]

Van Der Wiel, M. J.

G. J. H. Brussaard, A. Lassise, P. L. E. M. Pasmans, P. H. A. Mutsaers, M. J. Van Der Wiel, and O. J. Luiten, Appl. Phys. Lett. 103, 141105 (2013).
[Crossref]

Veshcherevich, V.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Vlieks, A.

F. Zhou, C. Adolphsen, Y. Ding, Z. Li, and A. Vlieks, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 1761.

Vredenbregt, E. J. D.

W. J. Engelen, M. A. van der Heijden, D. J. Bakker, E. J. D. Vredenbregt, and O. J. Luiten, Nat. Commun. 4, 1693 (2013).
[Crossref]

Wahlstrand, J. K.

A. J. Goers, G. A. Hine, L. Feder, B. Miao, F. Salehi, J. K. Wahlstrand, and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 115, 194802 (2015).
[Crossref]

Walz, D.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Wiedemann, H.

H. Wiedemann, Particle Accelerator Physics (Springer, 2007).

Wimmer, L.

G. Herink, L. Wimmer, and C. Ropers, New J. Phys. 16, 123005 (2014).
[Crossref]

Wodtke, A. M.

M. Gulde, S. Schweda, G. Storeck, M. Maiti, H. K. Yu, A. M. Wodtke, S. Schäfer, and C. Ropers, Science 345, 200 (2014).
[Crossref]

Wong, L. J.

W. R. Huang, E. A. Nanni, K. Ravi, K.-H. Hong, A. Fallahi, L. J. Wong, P. D. Keathley, L. E. Zapata, and F. X. Kärtner, Sci. Rep. 5, 14899 (2015).
[Crossref]

Wu, Z.

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

Wuensch, W.

L. Laurent, S. Tantawi, V. Dolgashev, C. Nantista, Y. Higashi, M. Aicheler, S. Heikkinen, and W. Wuensch, Phys. Rev. ST Accel. Beams 14, 041001 (2011).
[Crossref]

Wynne, K.

J. Zawadzka, D. A. Jaroszynski, J. J. Carey, and K. Wynne, Appl. Phys. Lett. 79, 2130 (2001).
[Crossref]

Yahaghi, A.

A. Fallahi, M. Fakhari, A. Yahaghi, M. Arrieta, and F. X. Kärtner, Phys. Rev. Accel. Beams 19, 081302 (2016).
[Crossref]

Yu, H. K.

M. Gulde, S. Schweda, G. Storeck, M. Maiti, H. K. Yu, A. M. Wodtke, S. Schäfer, and C. Ropers, Science 345, 200 (2014).
[Crossref]

Zapata, L. E.

W. R. Huang, E. A. Nanni, K. Ravi, K.-H. Hong, A. Fallahi, L. J. Wong, P. D. Keathley, L. E. Zapata, and F. X. Kärtner, Sci. Rep. 5, 14899 (2015).
[Crossref]

Zawadzka, J.

J. Zawadzka, D. A. Jaroszynski, J. J. Carey, and K. Wynne, Appl. Phys. Lett. 79, 2130 (2001).
[Crossref]

Zhang, R.

J. Rosenzweig, N. Barov, S. Hartman, M. Hogan, S. Park, C. Pellegrini, G. Travish, R. Zhang, P. Davis, G. Hairapetian, and C. Joshi, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 341, 379 (1994).
[Crossref]

Zhang, X.-C.

Zhao, Z.

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

Zhou, F.

F. Zhou, C. Adolphsen, Y. Ding, Z. Li, and A. Vlieks, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 1761.

Zhou, Y.

L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
[Crossref]

Zhu, D.

M. Harmand, R. Coffee, M. R. Bionta, M. Chollet, D. French, D. Zhu, D. M. Fritz, H. T. Lemke, N. Medvedev, B. Ziaja, S. Toleikis, and M. Cammarata, Nat. Photonics 7, 215 (2013).
[Crossref]

Ziaja, B.

M. Harmand, R. Coffee, M. R. Bionta, M. Chollet, D. French, D. Zhu, D. M. Fritz, H. T. Lemke, N. Medvedev, B. Ziaja, S. Toleikis, and M. Cammarata, Nat. Photonics 7, 215 (2013).
[Crossref]

Ziegler, L. D.

L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
[Crossref]

Appl. Phys. Lett. (3)

V. Dolgashev, S. Tantawi, Y. Higashi, and B. Spataro, Appl. Phys. Lett. 97, 171501 (2010).
[Crossref]

G. J. H. Brussaard, A. Lassise, P. L. E. M. Pasmans, P. H. A. Mutsaers, M. J. Van Der Wiel, and O. J. Luiten, Appl. Phys. Lett. 103, 141105 (2013).
[Crossref]

J. Zawadzka, D. A. Jaroszynski, J. J. Carey, and K. Wynne, Appl. Phys. Lett. 79, 2130 (2001).
[Crossref]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

L. D. Ziegler, J. Morais, Y. Zhou, S. Constantine, M. K. Reed, M. K. Steiner-Shepard, and D. Lommel, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1758 (1998).
[Crossref]

J. Phys. B (1)

A. Fallahi and F. X. Kärtner, J. Phys. B 47, 234015 (2014).
[Crossref]

Nat. Commun. (3)

E. A. Nanni, W. R. Huang, K.-H. Hong, K. Ravi, A. Fallahi, G. Moriena, R. J. D. Miller, and F. X. Kärtner, Nat. Commun. 6, 8486 (2015).
[Crossref]

W. J. Engelen, M. A. van der Heijden, D. J. Bakker, E. J. D. Vredenbregt, and O. J. Luiten, Nat. Commun. 4, 1693 (2013).
[Crossref]

M. Shalaby and C. P. Hauri, Nat. Commun. 6, 5976 (2015).
[Crossref]

Nat. Photonics (2)

M. Harmand, R. Coffee, M. R. Bionta, M. Chollet, D. French, D. Zhu, D. M. Fritz, H. T. Lemke, N. Medvedev, B. Ziaja, S. Toleikis, and M. Cammarata, Nat. Photonics 7, 215 (2013).
[Crossref]

U. Fruhling, E. Plo, M. Krikunova, R. Kalms, F. Budzyn, and O. Grimm, Nat. Photonics 3, 523 (2009).
[Crossref]

Nature (1)

E. A. Peralta, K. Soong, R. J. England, E. R. Colby, Z. Wu, B. Montazeri, C. McGuinness, J. McNeur, K. J. Leedle, D. Walz, E. B. Sozer, B. Cowan, B. Schwartz, G. Travish, and R. L. Byer, Nature 503, 91 (2013).
[Crossref]

New J. Phys. (1)

G. Herink, L. Wimmer, and C. Ropers, New J. Phys. 16, 123005 (2014).
[Crossref]

Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A (2)

K. J. Kim, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 275, 201 (1989).
[Crossref]

J. Rosenzweig, N. Barov, S. Hartman, M. Hogan, S. Park, C. Pellegrini, G. Travish, R. Zhang, P. Davis, G. Hairapetian, and C. Joshi, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 341, 379 (1994).
[Crossref]

Opt. Express (1)

Phys. Rev. Accel. Beams (2)

J. R. Harris, K. L. Ferguson, J. W. Lewellen, S. P. Niles, B. Rusnak, R. L. Swent, W. B. Colson, T. I. Smith, C. H. Boulware, T. L. Grimm, P. R. Cunningham, M. S. Curtin, D. C. Miccolis, D. J. Sox, and W. S. Graves, Phys. Rev. Accel. Beams 14, 053501 (2011).
[Crossref]

A. Fallahi, M. Fakhari, A. Yahaghi, M. Arrieta, and F. X. Kärtner, Phys. Rev. Accel. Beams 19, 081302 (2016).
[Crossref]

Phys. Rev. Lett. (1)

A. J. Goers, G. A. Hine, L. Feder, B. Miao, F. Salehi, J. K. Wahlstrand, and H. M. Milchberg, Phys. Rev. Lett. 115, 194802 (2015).
[Crossref]

Phys. Rev. ST Accel. Beams (1)

L. Laurent, S. Tantawi, V. Dolgashev, C. Nantista, Y. Higashi, M. Aicheler, S. Heikkinen, and W. Wuensch, Phys. Rev. ST Accel. Beams 14, 041001 (2011).
[Crossref]

Sci. Rep. (1)

W. R. Huang, E. A. Nanni, K. Ravi, K.-H. Hong, A. Fallahi, L. J. Wong, P. D. Keathley, L. E. Zapata, and F. X. Kärtner, Sci. Rep. 5, 14899 (2015).
[Crossref]

Science (1)

M. Gulde, S. Schweda, G. Storeck, M. Maiti, H. K. Yu, A. M. Wodtke, S. Schäfer, and C. Ropers, Science 345, 200 (2014).
[Crossref]

Other (3)

H. Wiedemann, Particle Accelerator Physics (Springer, 2007).

F. Loehl, I. Bazarov, S. Belomestnykh, M. Billing, E. Chojnacki, Z. Conway, J. Dobbins, B. Dunham, R. Ehrlich, M. Forster, S. M. Gruner, C. Gulliford, G. Hoffstaetter, V. Kostroun, M. Liepe, Y. Li, X. Liu, H. Padamsee, D. Rice, V. Shemelin, E. Smith, K. Smolenski, M. Tigner, V. Veshcherevich, and Z. Zhao, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 45.

F. Zhou, C. Adolphsen, Y. Ding, Z. Li, and A. Vlieks, in Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC’10) (2010), p. 1761.

Supplementary Material (1)

NameDescription
» Supplement 1: PDF (2111 KB)      Supplementary Information

Cited By

OSA participates in Crossref's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (5)

Fig. 1.
Fig. 1.

THz gun concept. (a) Photograph of the THz gun; (b) a single-cycle THz pulse, generated via optical rectification in lithium niobate (LN), is coupled into the THz gun, which takes the form of a parallel-plate waveguide for field confinement. A UV-backilluminated photocathode emits an electron bunch, which is accelerated by the THz field. The bunch exits through a slit on the top plate, and a retarding field analyzer (RFA) measures its energy spectrum. (c) Cross section of the gun, showing the UV-photoemitted electrons accelerated by the THz field and exiting through the slit.

Fig. 2.
Fig. 2.

Design and characterization of the gun. (a) Several snapshots of the single-cycle THz wave coupling into the PPWG, based on EM simulations, (b) THz beam intensity at the free-space focus (measured), (c) THz beam intensity in the gun (calculated; see main text). The colorbars of the two beam profiles show a 5.3 × intensity enhancement in the PPWG. (d) Temporal profiles measured via EO sampling of the THz electric field at PPWG-center and PPWG-thru (scaled) (see main text for definitions). Inset: Power spectrum of the THz beam.

Fig. 3.
Fig. 3.

THz-driven electron energy gain and bunch charge modulation. (a) Measured spectrogram showing the energy gain spectra as a function of delay between UV and THz pulses, at maximum THz energy; (b) measured bunch charge as a function of delay; (c) and (d) electron energy spectra for three different THz energies at delay positions (c)  τ 1 = 2    ps and (d)  τ 2 = 0.9    ps .

Fig. 4.
Fig. 4.

THz scaling at τ 1 and τ 2 ; delay positions defined earlier in Fig. 3(a). (a) and (b) Energy gain plotted on a spectrogram to highlight its scaling as a function of accelerating THz energy or THz field. Error bar radius is equal to the absolute RMS energy spread. (c) and (d) Relative RMS energy spread, σ U , of the accelerated bunch. (e) and (f) Total detected bunch charge exiting the gun, Q . Error bar radius is equal to the RMS instrument noise.

Fig. 5.
Fig. 5.

Numerical analysis of THz gun. (a) THz electric field measured by EO sampling with a fitted field strength; (b) the single-electron energy gain, calculated analytically, is overlaid with the peak energy gain obtained from the experiment in Fig. 3(a); (c) simulated energy spectrum (black line) of the bunch at the gun exit for emission at τ 2 , showing excellent agreement with the experiment (blue line). Inset: Temporal profile of the electron bunch at the gun exit, showing a FWHM pulse duration of 321 fs, elongated by space charge. (d) Simulated evolution of the energy spectrum along z . The THz pulse is passed by the time the electrons reach 25 μm.

Metrics