Echipa Free electron Laser a Academiei Chineze de Științe a făcut progrese în cercetarea laserelor cu electroni liberi complet coerente. Pe baza Facilității Shanghai Soft X-ray Free Electron Laser, noul mecanism al laserului cu electroni fără cascadă armonică ecou propus de China a fost verificat cu succes și a fost obținută radiația moale coerentă cu raze X cu performanțe excelente. Recent, rezultatele au fost publicate în Optica sub titlul Pulsuri de raze X moi coerente și ultra-scurte de la lasere cu electroni fără cascadă armonică activată de eco.
Laserul cu electroni liberi cu raze X este una dintre cele mai avansate surse de lumină din lume. În prezent, majoritatea laserelor internaționale cu raze X cu electroni liberi se bazează pe mecanismul de emisie spontană cu autoamplificare (SASE), SASE are o luminozitate de vârf foarte mare și lățime de impuls ultra-scurtă la nivel femto și alte performanțe excelente, dar vibrația SASE de zgomot, coerența și stabilitatea pulsului său de radiație nu este mare, nu este banda de raze X „laser”. Una dintre cele mai importante direcții de dezvoltare în domeniul laserului internațional cu electroni liberi este generarea de radiații cu raze X complet coerente, cu o calitate laser convențională, iar modalitatea importantă este utilizarea mecanismului de operare extern al laserului cu electroni fără semințe. Radiația laserului extern cu electroni fără semințe moștenește caracteristicile laserului de semințe și are caracteristici excelente, cum ar fi coerența deplină, controlul fazei și sincronizarea precisă cu laserul extern cu pompă. Cu toate acestea, datorită limitării lungimii de undă și a lățimii impulsului laserului de semințe, acoperirea lungimii de undă scurte și domeniul de reglare a lungimii impulsului a laserului cu electroni fără semințe exterior sunt limitate. Pentru a extinde și mai mult acoperirea cu lungimi de undă scurte a laserului extern cu electroni fără semințe, noi moduri de operare a laserului cu electroni liberi, cum ar fi generarea de eco armonici, sunt dezvoltate viguros în lume în ultimii ani.
Laserul extern cu electroni fără semințe este una dintre principalele căi tehnice de dezvoltare a laserului cu electroni liberi cu câștig mare în China. În prezent, toate cele patru dispozitive laser cu electroni liberi cu câștig mare din China au adoptat modul de funcționare extern al semințelor. Bazat pe Shanghai Deep Ultraviolet Free electron Laser Facility și Shanghai Soft X-ray Free Electron Laser Facility, oamenii de știință au realizat succesiv prima amplificare internațională a luminii laser cu electroni liberi de tip ecou și prima amplificare extremă a saturației cu laser cu electroni liberi de tip ultraviolet ultraviolet. Pentru a promova în continuare laserul extern cu electroni fără semințe la lungimea de undă scurtă, echipa de cercetare a propus în mod independent un nou mecanism de laser cu electroni liberi complet coerent cu cascadă armonică ecou, care a fost adoptat de dispozitivul Shanghai Soft X-ray Free electron Laser ca schema de bază și a finalizat întregul proces de la verificarea de principiu până la amplificarea luminii în banda moale de raze X. Rezultatele cercetării arată că, în comparație cu mecanismul tradițional de rulare de tipul semințelor externe, acest mecanism are caracteristici spectrale foarte excelente, prin adoptarea cercetătorilor de dezvoltare independentă a tehnologiei de diagnosticare a impulsurilor cu raze X ultrarapide (https://doi.org/10.1016). /j.fmre.2022.01.027), Performanța superioară a acestui nou mecanism în controlul lungimii pulsului și generarea ultrarapidă a pulsului este verificată în continuare. Rezultatele cercetării relevante oferă o cale tehnică fezabilă pentru generarea de lasere cu electroni liberi pe deplin coerente în banda subnanometrică și vor oferi un instrument de cercetare ideal pentru domeniile opticii neliniare cu raze X și chimiei fizice ultrarapide.
Laserul de electroni fără cascadă armonică ecou are performanțe spectrale excelente: imaginea din stânga este modul în cascadă convențional, iar imaginea din dreapta este modul cascadă eco armonică
Reglarea lungimii impulsului cu raze X și generarea ultrarapidă a impulsului pot fi realizate prin cascadă armonică ecou
Ora postării: Oct-08-2023