Accurate prediction of X-ray pulse properties from a free-electron laser using machine learning
A. Sanchez-Gonzalez
,
P. Micaelli
,
C. Olivier
(1)
,
T. R. Barillot
,
M. Ilchen
,
A. A. Lutman
,
A. Marinelli
,
T. Maxwell
,
A. Achner
,
M. Agåker
,
N. Berrah
,
C. Bostedt
,
J. D. Bozek
,
J. Buck
,
P. H. Bucksbaum
,
S. Carron Montero
,
B. Cooper
,
J. P. Cryan
,
M. Dong
,
R. Feifel
,
L. J. Frasinski
,
H. Fukuzawa
,
A. Galler
,
G. Hartmann
,
N. Hartmann
,
W. Helml
,
A. S. Johnson
,
A. Knie
,
A. O. Lindahl
,
J. Liu
,
K. Motomura
,
M. Mucke
,
C. O'Grady
,
J.-E. Rubensson
,
E. R. Simpson
,
R. J. Squibb
,
C. Såthe
,
K. Ueda
,
Morgane Vacher
(1, 2)
,
D. J. Walke
,
V. Zhaunerchyk
,
R. N. Coffee
,
J. P. Marangos
A. Sanchez-Gonzalez
- Fonction : Auteur
P. Micaelli
- Fonction : Auteur
T. R. Barillot
- Fonction : Auteur
M. Ilchen
- Fonction : Auteur
A. A. Lutman
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A. Marinelli
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T. Maxwell
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A. Achner
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M. Agåker
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N. Berrah
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C. Bostedt
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J. D. Bozek
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J. Buck
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P. H. Bucksbaum
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S. Carron Montero
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B. Cooper
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J. P. Cryan
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M. Dong
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R. Feifel
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L. J. Frasinski
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H. Fukuzawa
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A. Galler
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G. Hartmann
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N. Hartmann
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W. Helml
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A. S. Johnson
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A. Knie
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A. O. Lindahl
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J. Liu
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K. Motomura
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M. Mucke
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C. O'Grady
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J.-E. Rubensson
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E. R. Simpson
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R. J. Squibb
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C. Såthe
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K. Ueda
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Morgane Vacher
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- IdHAL : morgane-vacher
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D. J. Walke
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V. Zhaunerchyk
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R. N. Coffee
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J. P. Marangos
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Résumé
Free-electron lasers providing ultra-short high-brightness pulses of X-ray radiation have great potential for a wide impact on science, and are a critical element for unravelling the structural dynamics of matter. To fully harness this potential, we must accurately know the X-ray properties: intensity, spectrum and temporal profile. Owing to the inherent fluctuations in free-electron lasers, this mandates a full characterization of the properties for each and every pulse. While diagnostics of these properties exist, they are often invasive and many cannot operate at a high-repetition rate. Here, we present a technique for circumventing this limitation. Employing a machine learning strategy, we can accurately predict X-ray properties for every shot using only parameters that are easily recorded at high-repetition rate, by training a model on a small set of fully diagnosed pulses. This opens the door to fully realizing the promise of next-generation high-repetition rate X-ray lasers.