Det kinesiske videnskabsakademis frie elektronlaserhold har gjort fremskridt i forskningen af fuldt sammenhængende frie elektronlasere.Baseret på Shanghai Soft X-ray Free Electron Laser Facility er den nye mekanisme for ekkoharmonisk kaskadefri elektronlaser foreslået af Kina med succes blevet verificeret, og den bløde røntgen-kohærente stråling med fremragende ydeevne er opnået.For nylig blev resultaterne offentliggjort i Optica under titlen Kohærente og ultrakorte bløde røntgenimpulser fra ekkoaktiverede harmoniske kaskadefri elektronlasere.
Den røntgenfri elektronlaser er en af de mest avancerede lyskilder i verden.På nuværende tidspunkt er de fleste af de internationale røntgenfri elektronlasere baseret på den selvforstærkende spontane emissionsmekanisme (SASE), SASE har en meget høj peak lysstyrke og femto niveau ultrakort pulsbredde og anden fremragende ydeevne, men SASE vibration ved støj er sammenhængen og stabiliteten af dens strålingsimpuls ikke høj, er ikke røntgenbåndet "laser".En af de vigtigste udviklingsretninger inden for international fri elektronlaser er at generere fuldt kohærent røntgenstråling med konventionel laserkvalitet, og den vigtige måde er at bruge den eksterne frøfri elektronlaserdriftsmekanisme.Strålingen fra den eksterne seed-fri elektronlaser arver seed-laserens egenskaber 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 den korte bølgelængdedækning og pulslængdejusteringsområdet for den ydre kimfri elektronlaser begrænset.For yderligere at udvide den korte bølgelængdedækning af den eksterne frøfri elektronlaser er nye frie elektronlaserdriftsmåder, såsom generering af ekkoharmoniske, kraftigt udviklet i verden i de seneste år.
Ekstern frøfri elektronlaser er en af de vigtigste tekniske veje til at udvikle højforstærkningsfri elektronlaser i Kina.På nuværende tidspunkt har alle fire højforstærkningsfri elektronlaserenheder i Kina vedtaget ekstern frødriftstilstand.Baseret på Shanghai Deep Ultraviolet Free elektron Laser Facility og Shanghai Soft X-ray Free Electron Laser Facility har forskere successivt opnået den første internationale ekkotype fri elektronlaserlysforstærkning og den første ekstreme ultraviolette ekkotype fri elektronlasermætningsforstærkning.For yderligere at fremme den eksterne frøfri elektronlaser til den korte bølgelængde foreslog forskerholdet uafhængigt en ny mekanisme af fuldt kohærent fri elektronlaser med ekkoharmonisk kaskade, som blev vedtaget af Shanghai Soft X-ray Free elektronlaser-enheden som grundskemaet, og gennemførte hele processen fra principverifikation til lysforstærkning i det bløde røntgenbånd.Forskningsresultaterne viser, at sammenlignet med den traditionelle eksterne frø-type løbemekanisme, har denne mekanisme meget fremragende spektrale egenskaber, gennem vedtagelsen af forskerne af uafhængig udvikling af ultrahurtig røntgenpulsdiagnoseteknologi (https://doi.org/10.1016) /j.fmre.2022.01.027), Den overlegne ydeevne af denne nye mekanisme i pulslængdestyring og ultrahurtig pulsgenerering er yderligere verificeret.De relevante forskningsresultater giver en mulig teknisk vej til generering af fuldt kohærente frie elektronlasere i subnanometerbåndet og vil give et ideelt forskningsværktøj til områderne ikke-lineær røntgenoptik og ultrahurtig fysisk kemi.
Den ekkoharmoniske kaskadefri elektronlaser har fremragende spektral ydeevne: det venstre billede er den konventionelle kaskadetilstand, og det højre billede er den ekkoharmoniske kaskadetilstand
Røntgenpulslængdejustering og ultrahurtig pulsgenerering kan realiseres ved hjælp af ekkoharmonisk kaskade
Indlægstid: Okt-08-2023