Kiinan tiedeakatemian Free electronic Laser -tiimi on edistynyt täysin koherenttien vapaiden elektronien lasereiden tutkimuksessa. Shanghain Soft X-ray Free Electron Laser Facilityyn perustuen Kiinan ehdottama uusi kaikuharmonisen kaskadivapaan elektronilaserin mekanismi on onnistuneesti todennettu, ja pehmeää röntgensäteen koherenttia säteilyä on saatu erinomaisesti. Äskettäin tulokset julkaistiin Opticassa otsikolla Koherentit ja ultralyhyet pehmeät röntgenpulssit kaikuvalmiista harmonisista kaskadeista vapaista elektronilasereista.
Röntgenvapaa elektronilaser on yksi maailman edistyneimmistä valonlähteistä. Tällä hetkellä useimmat kansainväliset röntgenvapaat elektronilaserit perustuvat itsevahvistavaan spontaani emissiomekanismiin (SASE), SASE:lla on erittäin korkea huippukirkkaus ja femto-tasoinen ultralyhyt pulssinleveys ja muu erinomainen suorituskyky, mutta SASE-värähtely kohinalla sen säteilypulssin koherenssi ja stabiilisuus ei ole korkea, ei ole röntgenkaistan "laser". Yksi tärkeimmistä kehityssuunnista kansainvälisen vapaiden elektronien laserin alalla on tuottaa täysin koherenttia röntgensäteilyä tavanomaisella laserlaadulla, ja tärkeä tapa on käyttää ulkoista siemenvapaaelektronisen laserin toimintamekanismia. Ulkoisen siemenvapaan elektronilaserin säteily perii siemenlaserin ominaisuudet, ja sillä on erinomaiset ominaisuudet, kuten täydellinen koherenssi, vaiheohjaus ja tarkka synkronointi ulkoisen pumppulaserin kanssa. Siemenlaserin aallonpituuden ja pulssinleveyden rajoituksista johtuen ulomman siemenvapaan elektronilaserin lyhyt aallonpituuspeitto ja pulssin pituuden säätöalue ovat kuitenkin rajallisia. Ulkoisen siemenvapaan elektronisen laserin lyhyen aallonpituuden kattavuuden laajentamiseksi edelleen maailmassa on viime vuosina kehitetty voimakkaasti uusia vapaiden elektronien laserin toimintatapoja, kuten kaikuharmonisten generointia.
Ulkoinen siemenvapaa elektronilaser on yksi tärkeimmistä teknisistä reiteistä kehittää suuren vahvistuksen vapaiden elektronien laseria Kiinassa. Tällä hetkellä kaikki neljä suuren vahvistuksen ilmaista elektronilaserlaitetta Kiinassa ovat ottaneet käyttöön ulkoisen siemenkäyttötilan. Shanghai Deep Ultraviolet Free Electron Laser Facilityn ja Shanghain Soft X-ray Free Electron Laser Facilityn perusteella tutkijat ovat peräkkäin saavuttaneet ensimmäisen kansainvälisen kaikutyyppisen vapaan elektronisen laservalon vahvistuksen ja ensimmäisen äärimmäisen ultraviolettikaikutyypin vapaiden elektronien lasersaturaatiovahvistuksen. Edistääkseen edelleen ulkoista siemenvapaata elektronista laseria lyhyelle aallonpituudelle tutkimusryhmä ehdotti itsenäisesti uutta täysin koherentin vapaiden elektronien laserin mekanismia kaikuharmonisella kaskadilla, jonka Shanghain Soft X-ray Free electron Laser -laite hyväksyi. peruskaavion ja suoritti koko prosessin periaatteen todentamisesta valon vahvistukseen pehmeällä röntgenkaistalla. Tutkimustulokset osoittavat, että perinteiseen ulkoiseen siementyyppiseen ajomekanismiin verrattuna tällä mekanismilla on erittäin erinomaiset spektriominaisuudet, koska tutkijat ovat omaksuneet itsenäisen ultranopean röntgenpulssidiagnoositekniikan kehittämisen (https://doi.org/10.1016). /j.fmre.2022.01.027), Tämän uuden mekanismin ylivoimainen suorituskyky pulssinpituuden ohjauksessa ja ultranopeassa pulssin generoinnissa on edelleen varmistettu. Asiaankuuluvat tutkimustulokset tarjoavat toteuttamiskelpoisen teknisen reitin täysin koherenttien vapaiden elektronien lasereiden tuottamiseksi subnanometrikaistalla, ja ne tarjoavat ihanteellisen tutkimustyökalun röntgensäteen epälineaarisen optiikan ja ultranopean fysikaalisen kemian aloille.
Kaikuharmonisella kaskadivapaalla elektronilaserilla on erinomainen spektrinen suorituskyky: vasen kuva on tavanomainen kaskaditila ja oikea kuva on kaikuharmoninen kaskaditila.
Röntgenpulssin pituuden säätö ja ultranopea pulssin generointi voidaan toteuttaa kaikuharmonisella kaskadilla
Postitusaika: 08.10.2023