Det frie elektronlaserteam fra det kinesiske videnskabsakademi har gjort fremskridt med forskningen af fuldt sammenhængende frie elektronlasere. Baseret på Shanghai Soft X-Ray Free Electron Laser Facility er den nye mekanisme for Echo Harmonic Cascade Free Electron Laser, der er foreslået af Kina, blevet verificeret, og den bløde røntgen-sammenhængende stråling med fremragende ydelse er opnået. For nylig blev resultaterne offentliggjort i Optica under titlen sammenhængende og ultra-short blød røntgenpuls fra Echo-aktiverede harmoniske kaskadefrie elektronlasere.
Den røntgenfrie elektronlaser er en af de mest avancerede lyskilder i verden. På nuværende tidspunkt er de fleste af de internationale røntgenfrie elektronlasere baseret på den selvforstærkende spontane emissionsmekanisme (SASE), SASE har en meget høj spids lysstyrke og femto-niveau ultra-short pulsbredde og anden fremragende ydelse, men Sase vibration af støj, kohærensen og stabiliteten af dens strålingspuls er ikke høj, er ikke X-Ray-båndet "laser". En af de vigtigste udviklingsretninger inden for den internationale gratis elektronlaser er at generere fuldt sammenhængende røntgenstråling med konventionel laserkvalitet, og den vigtige måde er at bruge den eksterne frøfri elektronlaser-driftsmekanisme. Strålingen af den eksterne frøfri elektronlaser arver egenskaberne ved frølaseren og har fremragende egenskaber, såsom fuld kohærens, fasekontrol og præcis synkronisering med den eksterne pumpelaser. På grund af begrænsningen af bølgelængden og pulsbredden af frølaseren er imidlertid den korte bølgelængde -dækning og puls længde justeringsområde for den ydre frøfri elektronlaser begrænset. For yderligere at udvide den korte bølgelængde -dækning af den eksterne frøfri elektronlaser, udvikles nye gratis elektronlaseroperationsmetoder såsom Echo -harmonisk generation kraftigt i verden i de senere år.
Ekstern frøfri elektronlaser er en af de vigtigste tekniske ruter til at udvikle gratis elektronlaser med høj forstærkning i Kina. På nuværende tidspunkt har alle fire høje forstærkningsfrie elektronlaserenheder i Kina vedtaget ekstern frødriftstilstand. Baseret på Shanghai Deep Ultraviolet Free Electron Laser Facility og Shanghai Soft Ray-fri elektronlaserfacilitet har forskere successivt opnået den første internationale ekkotype-fri elektronlaserlysforstærkning og den første ekstreme ultraviolet ekko-type fri elektron lasermætning amplifikation. For yderligere at fremme den eksterne frøfri elektronlaser til den korte bølgelængde foreslog forskerteamet uafhængigt af en ny mekanisme til fuldt sammenhængende fri elektronlaser med Echo-harmonisk kaskade, der blev vedtaget af Shanghai Soft X-Ray-fri elektron-laserenhed som det basale skema og afsluttede hele processen fra princippet til lysforstærkning i det bløde X-Ray-bånd. Forskningsresultaterne viser, at denne mekanisme sammenlignet med den traditionelle eksterne frøtype-mekanisme har meget fremragende spektrale egenskaber gennem vedtagelsen af forskerne af uafhængig udvikling af ultrahast røntgenpulsdiagnose-teknologi (https://doi.org/10.1016/j.fmre.2022.01.027), den overordnede ydeevne af denne nye mekanisme i pulse-kontrol og ultrafast puls. De relevante forskningsresultater tilvejebringer en gennemførlig teknisk rute til generering af fuldt sammenhængende gratis elektronlasere i subnanometerbåndet og vil give et ideelt forskningsværktøj til felterne i røntgenstråle-ikke-lineær optik og ultrahast fysisk kemi.
Echo Harmonic Cascade Free Electron Laser har fremragende spektral ydelse: det venstre billede er den konventionelle kaskadetilstand, og det rigtige billede er Echo Harmonic Cascade -tilstand
Røntgenpulslængdejustering og ultrahast pulsgenerering kan realiseres ved ekko harmonisk kaskade
Posttid: Okt-08-2023