L'equip de làser d'electrons lliures de l'Acadèmia Xinesa de Ciències ha avançat en la recerca de làsers d'electrons lliures totalment coherents.A partir de la instal·lació làser d'electrons lliures de raigs X suaus de Xangai, s'ha verificat amb èxit el nou mecanisme de làser d'electrons lliures d'eco harmònic en cascada proposat per la Xina i s'ha obtingut la radiació coherent de raigs X suau amb un rendiment excel·lent.Recentment, els resultats es van publicar a Optica amb el títol Polsos de raigs X suaus coherents i ultra curts a partir de làsers d'electrons lliures de cascada harmònica activada per eco.
El làser d'electrons lliures de raigs X és una de les fonts de llum més avançades del món.En l'actualitat, la majoria dels làsers d'electrons lliures de raigs X internacionals es basen en el mecanisme d'emissió espontània d'autoamplificació (SASE), SASE té una brillantor màxima molt alta i una amplada de pols ultra curt de nivell femto i un altre rendiment excel·lent, però la vibració SASE pel soroll, la coherència i l'estabilitat del seu pols de radiació no és alta, no és la banda de raigs X "làser".Una de les direccions de desenvolupament més importants en el camp del làser d'electrons lliures internacionals és generar una radiació de raigs X totalment coherent amb una qualitat làser convencional, i la manera important és utilitzar el mecanisme de funcionament del làser d'electrons lliures de llavors externs.La radiació del làser d'electrons lliures de llavors extern hereta les característiques del làser de llavors i té excel·lents característiques com ara la coherència total, el control de fase i la sincronització precisa amb el làser de bomba externa.Tanmateix, a causa de la limitació de la longitud d'ona i l'amplada del pols del làser de llavors, la cobertura de longitud d'ona curta i el rang d'ajust de la longitud del pols del làser d'electrons lliures de llavors exteriors són limitats.Per tal d'ampliar encara més la cobertura de longitud d'ona curta del làser d'electrons lliures de llavors externs, en els darrers anys s'estan desenvolupant enèrgicament al món nous modes de funcionament del làser d'electrons lliures, com ara la generació d'eco harmònics.
El làser d'electrons lliures de llavors externs és una de les principals vies tècniques per desenvolupar làser d'electrons lliures d'alt guany a la Xina.Actualment, els quatre dispositius làser d'electrons lliures d'alt guany a la Xina han adoptat el mode de funcionament de llavors externes.Basat en la instal·lació làser d'electrons lliures d'ultraviolats profunds de Xangai i la instal·lació làser d'electrons lliures de raigs X suaus de Xangai, els científics han aconseguit successivament la primera amplificació de llum làser d'electrons lliures de tipus eco internacional i la primera amplificació de saturació làser d'electrons lliures de tipus d'eco ultraviolat extrem.Per tal de promoure encara més el làser d'electrons lliures de llavors externs a la longitud d'ona curta, l'equip d'investigació va proposar de manera independent un nou mecanisme de làser d'electrons lliures totalment coherent amb cascada harmònica d'eco, que va ser adoptat pel dispositiu làser d'electrons lliures de raigs X de Xangai com a l'esquema bàsic i va completar tot el procés, des de la verificació del principi fins a l'amplificació de la llum a la banda de raigs X suau.Els resultats de la investigació mostren que, en comparació amb el mecanisme d'execució de tipus de llavor extern tradicional, aquest mecanisme té unes característiques espectrals molt excel·lents, gràcies a l'adopció dels investigadors del desenvolupament independent de la tecnologia de diagnòstic de polsos de raigs X ultraràpida (https://doi.org/10.1016). /j.fmre.2022.01.027), Es verifica encara més el rendiment superior d'aquest nou mecanisme en el control de la longitud del pols i la generació de pols ultraràpida.Els resultats de la investigació rellevants proporcionen una ruta tècnica factible per a la generació de làsers d'electrons lliures totalment coherents a la banda subnanomètrica i proporcionaran una eina de recerca ideal per als camps de l'òptica no lineal de raigs X i la química física ultraràpida.
El làser d'electrons lliures de cascada harmònica d'eco té un rendiment espectral excel·lent: la imatge de l'esquerra és el mode de cascada convencional i la imatge de la dreta és el mode de cascada harmònic d'eco
L'ajust de la longitud del pols de raigs X i la generació de pols ultra ràpida es poden realitzar mitjançant una cascada harmònica d'eco
Hora de publicació: Oct-08-2023