图1完整地概述了这项研发工作的进展。然而这项为所有下一代加速技术奠定基础的研发工作还处于各种可能应用方面的早期阶段。制造X波带加速结构的主要技术已经由斯坦福直线加速器中心和开发。提升这些结构的性能是未来“激光等离子体”研发工作主要目的（参见图1）。在意大利的弗拉斯卡蒂国家实验室，已经设计并建成两个加速部分，安装在SPARC 注射器上并以π 和π / 2型驻波（SW）在11424 GHz下运行。得到的结果与理论计算和室温下表征很好的吻合。同时也已经设计并制造3个混合光电阴极注射器，通过一个单一的耦合器在11424 GHz下运行。目前，3 GHz的在加州大学洛杉矶分校接受高功率试验。
图1：加速场梯度对运行频率
这些加速结构集成在一个单一的设备,一个驻波(SW)结构和行波(TW)结构。内装有光电阴极注射器的第一部分在驻波形式下以π模式工作，包括整个结构电源耦合器的第二部分在横波形式下以2π / 3模式工作。相比于传统的结构，后者的配置不仅仅是紧凑，而且可以在获得相同的光束质量的情况下使用更低的场梯度，在效率、成本和可靠性方面具有明显的优势。这些设备简单、紧凑、高效，当然比传统系统更加便宜。它们也可以产生具有50到200A之间的峰值电流和小于2 mm-mrad的发射度的粒子束。为了进一步减少电子集束的长度，这个设备可能以一个集成的“速度集束”装置来运行。在这种情况下，在驻波与横波部分的加速场之间的相位关系必须产生压缩堆，增加峰值电流，并可由通过一个合适的尺寸长度的耦合单元获得。
然而射频混合结构的实验表征需要发展那些不同于标准结构的方法学，特别是那些在X波带的。这是加速器物理学会另一个感兴趣的地方。研究和实现X波带加速结构是相注射器发展的一个关键问题。这类型项目的兴趣点是由已经得到证明的混合X波带相注射器的可行性，以及证实可以产生高质量光束的动态模拟所决定。
高峰值电流超短束的有效性使得从康普顿反向散射产生的准单色X射线（窄波）光源成为可能，康普顿反向散射具有大量的可能应用方面：医疗（光子数在15-25keV能量范围的乳房X射线诊断，能量约30keV的血管造影术，光子数在30-45keV范围的计算机断层摄影术），材料科学（吸收和散射光子数在3-30keV范围），生物物理学（在10-20keV范围衍射蛋白质晶体的吸收，低角度散射），等等。
意大利弗拉斯卡蒂国家实验室也实现了频率在11424 GHZ 的高梯度加速结构。该结构功率很高，可与美国斯坦福直线加速器中心（SLAC）以及日本高能加速器研究机构（KEK）那些用其它方法获得的结果媲美。SLAC和KEK 在X波带高功率测试中存在的放电，在虹膜附近尤为突出。由于电源与加速部分阻尼适配产生的加热“压力”，这种放电将导致连接的内表面穿孔，从而使得耦合窗的几何结构出现损坏。尽管如此，相比利用高温铜焊方法制作的传统结构，此“硬”类加速结构在加速梯度方面获得了更好的结果。在11424 GHZ条件下利用相同的材料（比如无氧高导电性铜），横波型加速结构的加速梯度比驻波型的差40%。目前为止，该矛盾还没得到很好的解释。这正是继续新材料新技术研发工作的一个原因，也是提高这些结构性能的唯一途径。
最近我们也开展了一项关于铜焊、电铸、电子束焊接等流程的研发工作，可用于无氧高导电性铜和铜-锆类型结构的筑建。针对比铜熔点高的钼以及其它一些材料的研究工作也在进行中，从而增加尤其在X波带结构的加速电场。高的加速电场可以减少放电现象进而减少结构损坏。
与Legnaro国家实验室以及意大利国家研究委员会合作，通过沉积合适的钼、钌以及其他高温材料微米层处理铜腔表面，着手研究减少脉冲加热效应以及电击穿效应的可能性。这些材料的微米结构、热性能以及化学性质可与长期运行的加速结构和制作方法相当。
这是一个获得表面工程X波带结构非常创新的方法。假设感兴趣区域集中在最外面的几微米表面层（与电磁辐射的表皮深度相当），我们的想法是通过全致密物质、纳米结构层的沉积避免脉冲加热的有害影响。金属多分子层可以堆积在表面保证加速结构长时间的稳定性。除此之外，放置绝缘缓冲层测试电磁表面和亚表面效应。涂层材料的研发工作需要在新先进层结构测试方法和用于电铸以及其它复杂结构制作的新沉积技术的发展。因此需要计划基于偏压溅射以及离子溅射的新沉积方法，这些方法保证了严格的工件偏差（1-2微米量级）以及低的粗糙度（20-50纳米，甚至更好）。
上述加速器研究开发工作的主要目的如下：
1)
制作由三个小单元组成的驻波结构, 其中中心单元的电场是两边单元电场的两倍；
2)
制作三单元的驻波结构来独立研究由于热压力和脉冲加热产生的放电效应, 并与虹膜上电场产生的放电效应相比较；
3)
另一种实现高质量表面(<20纳米)的技术；
4)
使用像钼、钌一样的高熔点材料（比如，钼、钌溅射到铜上）；
5)
通过先进的离子/偏压溅射方法，在平面样品以及复杂三维几何上沉积金属分子层、金属碳化合物和绝热层；
6)
利用Legnaro国家实验室的跨学科加速器离子束分析方法标识，包括光子微探针分析、产生层组成、深度剖面、厚度、密度、正形覆盖率分析；
7) 通过形态学（原子力显微镜、扫描电镜、聚焦粒子束等）和结构技术（X光吸收谱学）对智能涂料表征，同时对有金属和碳基纳米材料涂层的样品做标准电子和机械测试。这些纳米材料是对去除了氧化绝缘层达到最佳粘连的表面进行溅射和电子喷雾沉积获得的。样品放在射频脉冲加热加速腔中与无氧高导电性铜比较。通过溅射高真空技术、直接液相以及选取最好方法减少形成薄膜材料的晶界电阻，碳纳米材料的热电导性作用被充分利用。晶界电阻是我们通过原子力显微镜以及四探针电测量方法进行非原位测量得到。为了获得最佳的操作条件，在实时研究金属与金属、金属与碳交界面的谱学和机构学特性的涂层准备中，我们对样品还做了原位的热电压力测试。
所以说，本研发项目申请的目的在于实现11424GHZ驻波型射频加速结构，从而达到以下目标：
1)与意大利国家核物理研究所合作提升基于虹膜、耦合窗的新材料创新方法，从而提高放电阈值。
2)为紧凑型工业级装置确定副产品。
3)发展基于超导技术常规线性对撞机的替代方法。
4)为如SPARC这样的直线加速器产生高亮度电子束制作相对简单紧凑的结构。
工作计划可以划分为以下几点：
- 利用新技术和实验表征来调谐双向的方法，在11424GHZ下进行加速硬件部分的结构设计。
- 利用不同材料对测试腔进行实验，从而确定最好的电铸方法。
- 搭建出包括双重腔在一起的三单元结构以及它们在常温下表征的雏形（2-3）。
- 通过离子束方法和形态学技术（原子力显微镜、扫描电镜、聚焦离子束等等），探测微观结构的（X射线吸收谱学）和宏观的（导电性、硬度、粒度分布等等）技术，对不同技术、不同材料（比如镆、铷、碳纳米管等）并镀膜得到的样品进行构建和表征，此样品通过利用专用腔的射频脉冲加热实验进行测试。
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