Tim Laser elektron bebas dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok telah membuat kemajuan dalam penelitian laser elektron bebas yang sepenuhnya koheren.Berdasarkan Fasilitas Laser Elektron Bebas Sinar-X Lembut Shanghai, mekanisme baru laser elektron bebas kaskade gema harmonik yang diusulkan oleh Tiongkok telah berhasil diverifikasi, dan radiasi koheren sinar-X lembut dengan kinerja luar biasa telah diperoleh.Baru-baru ini, Hasilnya dipublikasikan di Optica dengan judul Pulsa sinar-X lembut koheren dan ultra-pendek dari laser elektron bebas kaskade harmonik berkemampuan gema.
Laser elektron bebas sinar-X adalah salah satu sumber cahaya tercanggih di dunia.Saat ini, sebagian besar laser elektron bebas sinar-X internasional didasarkan pada mekanisme emisi spontan yang menguatkan diri (SASE), SASE memiliki kecerahan puncak yang sangat tinggi dan lebar pulsa ultra-pendek tingkat femto dan kinerja luar biasa lainnya, tetapi getaran SASE oleh kebisingan, koherensi dan stabilitas pulsa radiasinya tidak tinggi, bukan “laser” pita sinar-X.Salah satu arah pengembangan terpenting di bidang laser elektron bebas internasional adalah menghasilkan radiasi sinar-X yang sepenuhnya koheren dengan kualitas laser konvensional, dan cara yang penting adalah dengan menggunakan mekanisme operasi laser elektron bebas benih eksternal.Radiasi laser elektron bebas benih eksternal mewarisi karakteristik laser benih, dan memiliki karakteristik yang sangat baik seperti koherensi penuh, kontrol fase, dan sinkronisasi yang tepat dengan laser pompa eksternal.Namun, karena keterbatasan panjang gelombang dan lebar pulsa laser benih, cakupan panjang gelombang pendek dan rentang penyesuaian panjang pulsa laser elektron bebas benih terluar menjadi terbatas.Untuk lebih memperluas cakupan panjang gelombang pendek dari laser elektron bebas benih eksternal, mode operasi laser elektron bebas baru seperti pembangkitan gema harmonik sedang dikembangkan secara intensif di dunia dalam beberapa tahun terakhir.
Laser elektron bebas benih eksternal adalah salah satu jalur teknis utama untuk mengembangkan laser elektron bebas gain tinggi di Tiongkok.Saat ini, keempat perangkat laser elektron bebas gain tinggi di Tiongkok telah mengadopsi mode operasi benih eksternal.Berdasarkan Fasilitas Laser Elektron Bebas Ultraviolet Dalam Shanghai dan Fasilitas Laser Elektron Bebas Sinar-X Lembut Shanghai, para ilmuwan secara berturut-turut telah mencapai amplifikasi sinar laser elektron bebas jenis gema internasional pertama dan amplifikasi saturasi laser elektron bebas jenis gema ultraviolet ekstrim pertama.Untuk lebih mempromosikan laser elektron bebas benih eksternal ke panjang gelombang pendek, tim peneliti secara independen mengusulkan mekanisme baru laser elektron bebas yang sepenuhnya koheren dengan kaskade harmonik gema, yang diadopsi oleh perangkat Laser Elektron Bebas Sinar X Lembut Shanghai sebagai skema dasar, dan menyelesaikan seluruh proses mulai dari verifikasi prinsip hingga amplifikasi cahaya pada pita sinar-X lembut.Hasil penelitian menunjukkan bahwa dibandingkan dengan mekanisme kerja tipe benih eksternal tradisional, mekanisme ini memiliki karakteristik spektral yang sangat baik, melalui adopsi teknologi diagnosis denyut sinar-X ultracepat yang dikembangkan secara independen oleh para peneliti (https://doi.org/10.1016 /j.fmre.2022.01.027), Kinerja unggul mekanisme baru ini dalam kontrol panjang pulsa dan pembangkitan pulsa ultracepat diverifikasi lebih lanjut.Hasil penelitian yang relevan memberikan jalur teknis yang layak untuk menghasilkan laser elektron bebas yang sepenuhnya koheren pada pita subnanometer, dan akan memberikan alat penelitian yang ideal untuk bidang optik nonlinier sinar-X dan kimia fisik ultracepat.
Laser elektron bebas kaskade gema harmonik memiliki kinerja spektral yang sangat baik: gambar kiri adalah mode kaskade konvensional, dan gambar kanan adalah mode kaskade harmonik gema
Penyesuaian panjang pulsa sinar-X dan pembangkitan pulsa ultracepat dapat diwujudkan dengan kaskade harmonik gema
Waktu posting: 08-Okt-2023