研究目的
为展示PHASE软件工具在瑞士自由电子激光装置（SwissFEL）ARAMIS 1光束线上进行物理光学模拟的应用，包括具有衍射效应的性能预测新功能。
研究成果
PHASE软件包是同步辐射和自由电子激光光学中物理光学模拟的强大工具，已通过瑞士FEL ARAMIS 1光束线的端到端模拟成功验证。结果表明其与几何光学具有良好的一致性，证实了新功能的准确性。未来工作可包括时间分辨模拟和晶体光学的实现。
研究不足
模拟假设了特定条件，例如波荡器末端的饱和点和使用实测的图形误差，这可能无法捕捉到所有现实中的变化。该方法需要仔细调整网格并消耗大量计算资源，可能会限制其可及性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用基于稳相近似法的PHASE软件进行物理光学模拟，通过束线光学系统传播GENESIS自由电子激光模拟代码产生的电场分布，包含面形误差、镀膜及傅里叶光学传播器等特征。
2：样本选择与数据来源：
光源为瑞士光源ARAMIS波荡器产生的X射线脉冲，参数由GENESIS计算得出（光子能量12.4 keV，脉冲能量0.2 mJ）。使用真实反射镜测量的面形误差数据。
3：4 keV，脉冲能量2 mJ）。使用真实反射镜测量的面形误差数据。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：模拟软件工具包括PHASE、GENESIS和IDL。建模的光学元件包含钼/碳四硼化物镀膜的反射镜。
4：实验流程与操作步骤：
模拟过程包括从文件读取电场、进行反射率缩放、调整网格尺寸、采用傅里叶光学和稳相近似法通过束线各区段传播，以及分析不同位置的强度与相位分布。
5：数据分析方法：
分析结果包括光斑尺寸（半高全宽）、功率、强度最大值，并与几何光学模拟结果对比以验证准确性。
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获取完整内容-
PHASE
Software tool for physical optics simulation, used for wave propagation, handling figure errors, coatings, and Fourier optics.
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GENESIS
3D FEL simulation code used to calculate electrical field distributions for X-ray pulses.
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IDL
Programming language used for implementing Fourier optics propagators in the simulations.
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openmpi
Framework for parallel computing used with phasempi for high-performance simulations.
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