A high-resolution spectrometer is necessary for characterizing laser-wakefield accelerated multi-GeV electron beams. During tight beam-time schedules and high-repetition rate experimental conditions, robust real-time monitoring tools and suitable data analysis methods have to be developed. Here, we report in detail the spectrometer system, simulated in Geant4, and the dipole magnetic field, measured and modeled in COMSOL, for an accurate characterization of the energy spectrum of the electron beam. We present a set of computational tools employed in real-time diagnostics, image processing, and energy spectra reconstruction.
高分解能分光器は、レーザー航跡場加速された多GeV電子ビームを特性評価するために必要である。厳しいビームタイムスケジュールと高繰り返し率の実験条件下では、堅牢なリアルタイムモニタリングツールと適切なデータ解析手法を開発しなければならない。本稿では、電子ビームのエネルギースペクトルを正確に特性評価するため、Geant4でシミュレーションした分光器システムと、COMSOLで測定・モデル化した双極子磁場について詳細に報告する。また、リアルタイム診断、画像処理、エネルギースペクトル再構成に用いる一連の計算ツールを提示する。