Η ομάδα λέιζερ ελεύθερων ηλεκτρονίων της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών έχει σημειώσει πρόοδο στην έρευνα για πλήρως συνεκτικά λέιζερ ελεύθερων ηλεκτρονίων. Με βάση την εγκατάσταση λέιζερ ελεύθερων ηλεκτρονίων μαλακών ακτίνων Χ της Σαγκάης, ο νέος μηχανισμός λέιζερ ελεύθερων ηλεκτρονίων με αρμονική καταρράκτη ηχούς που προτάθηκε από την Κίνα έχει επαληθευτεί με επιτυχία και έχει επιτευχθεί συνεκτική ακτινοβολία μαλακών ακτίνων Χ με εξαιρετική απόδοση. Πρόσφατα, τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο Optica με τον τίτλο Coherent and ultra-short soft X-ray pulses from echo-enabled harmonic cascade free electron lasers.
Το λέιζερ ελεύθερων ηλεκτρονίων ακτίνων Χ είναι μια από τις πιο προηγμένες πηγές φωτός στον κόσμο. Προς το παρόν, τα περισσότερα από τα διεθνή λέιζερ ελεύθερων ηλεκτρονίων ακτίνων Χ βασίζονται στον μηχανισμό αυτοενισχυόμενης αυθόρμητης εκπομπής (SASE). Το SASE έχει πολύ υψηλή μέγιστη φωτεινότητα και εξαιρετικά σύντομο πλάτος παλμού φεμτο επιπέδου και άλλες εξαιρετικές επιδόσεις, αλλά η δόνηση του SASE από θόρυβο, η συνοχή και η σταθερότητα του παλμού ακτινοβολίας του δεν είναι υψηλές, δεν είναι το "λέιζερ" ζώνης ακτίνων Χ. Μία από τις πιο σημαντικές κατευθύνσεις ανάπτυξης στον τομέα του διεθνούς λέιζερ ελεύθερων ηλεκτρονίων είναι η παραγωγή πλήρως συνεκτικής ακτινοβολίας ακτίνων Χ με συμβατική ποιότητα λέιζερ, και ο σημαντικός τρόπος είναι η χρήση του μηχανισμού λειτουργίας του εξωτερικού λέιζερ ελεύθερων ηλεκτρονίων σπόρων. Η ακτινοβολία του εξωτερικού λέιζερ ελεύθερων ηλεκτρονίων σπόρων κληρονομεί τα χαρακτηριστικά του λέιζερ σπόρων και έχει εξαιρετικά χαρακτηριστικά όπως πλήρη συνοχή, έλεγχο φάσης και ακριβή συγχρονισμό με το εξωτερικό λέιζερ αντλίας. Ωστόσο, λόγω του περιορισμού του μήκους κύματος και του πλάτους παλμού του λέιζερ σπόρων, η κάλυψη μικρού μήκους κύματος και το εύρος ρύθμισης του μήκους παλμού του εξωτερικού λέιζερ ελεύθερων ηλεκτρονίων σπόρων είναι περιορισμένα. Προκειμένου να επεκταθεί περαιτέρω η κάλυψη μικρού μήκους κύματος του εξωτερικού λέιζερ ελεύθερων ηλεκτρονίων (Seed), τα τελευταία χρόνια αναπτύσσονται δυναμικά στον κόσμο νέοι τρόποι λειτουργίας λέιζερ ελεύθερων ηλεκτρονίων, όπως η παραγωγή αρμονικών ηχούς.
Το εξωτερικό λέιζερ ελεύθερων ηλεκτρονίων (External Seed Laser - Electron Laser) είναι μια από τις κύριες τεχνικές οδούς για την ανάπτυξη λέιζερ ελεύθερων ηλεκτρονίων υψηλού κέρδους στην Κίνα. Προς το παρόν, και οι τέσσερις συσκευές λέιζερ ελεύθερων ηλεκτρονίων υψηλού κέρδους στην Κίνα έχουν υιοθετήσει τη λειτουργία εξωτερικής σποράς. Με βάση τη Μονάδα Λέιζερ Ελεύθερων Ηλεκτρονίων Βαθιάς Υπεριώδους Φύσης της Σαγκάης και τη Μονάδα Λέιζερ Ελεύθερων Ηλεκτρονίων ... Τα αποτελέσματα της έρευνας δείχνουν ότι σε σύγκριση με τον παραδοσιακό μηχανισμό λειτουργίας τύπου εξωτερικής σποράς, αυτός ο μηχανισμός έχει πολύ εξαιρετικά φασματικά χαρακτηριστικά, μέσω της υιοθέτησης από τους ερευνητές ανεξάρτητης ανάπτυξης τεχνολογίας διάγνωσης παλμών ακτίνων Χ εξαιρετικά γρήγορης μετάδοσης (https://doi.org/10.1016/j.fmre.2022.01.027). Η ανώτερη απόδοση αυτού του νέου μηχανισμού στον έλεγχο του μήκους παλμού και στην παραγωγή παλμών εξαιρετικά γρήγορης μετάδοσης επαληθεύεται περαιτέρω. Τα σχετικά ερευνητικά αποτελέσματα παρέχουν μια εφικτή τεχνική οδό για την παραγωγή πλήρως συνεκτικών λέιζερ ελεύθερων ηλεκτρονίων στη ζώνη υπονανομέτρου και θα αποτελέσουν ένα ιδανικό ερευνητικό εργαλείο για τους τομείς της μη γραμμικής οπτικής ακτίνων Χ και της εξαιρετικά γρήγορης φυσικής χημείας.
Το λέιζερ ηλεκτρονίων χωρίς καταρράκτη ηχούς αρμονικής έχει εξαιρετική φασματική απόδοση: η αριστερή εικόνα είναι η συμβατική λειτουργία καταρράκτη και η δεξιά εικόνα είναι η λειτουργία καταρράκτη ηχούς αρμονικής
Η ρύθμιση του μήκους παλμού ακτίνων Χ και η εξαιρετικά γρήγορη παραγωγή παλμών μπορούν να πραγματοποιηθούν με καταρράκτη αρμονικών ηχούς
Ώρα δημοσίευσης: 08 Οκτωβρίου 2023