El equipo de láser de electrones libres de la Academia de Ciencias de China ha avanzado en la investigación de láseres de electrones libres totalmente coherentes.Basado en la instalación de láser de electrones libres de rayos X blandos de Shanghai, se ha verificado con éxito el nuevo mecanismo de láser de electrones libres de cascada de eco armónicos propuesto por China y se ha obtenido una radiación coherente de rayos X suaves con un rendimiento excelente.Recientemente, los resultados se publicaron en Optica con el título Pulsos de rayos X suaves coherentes y ultracortos a partir de láseres de electrones libres de cascada armónica con eco.
El láser de electrones libres de rayos X es una de las fuentes de luz más avanzadas del mundo.En la actualidad, la mayoría de los láseres de electrones libres de rayos X internacionales se basan en el mecanismo de emisión espontánea autoamplificadora (SASE), SASE tiene un brillo máximo muy alto y un ancho de pulso ultracorto de nivel femto y otro rendimiento excelente, pero la vibración de SASE Por el ruido, la coherencia y estabilidad de su pulso de radiación no es alta, no es la banda de rayos X "láser".Una de las direcciones de desarrollo más importantes en el campo del láser de electrones libres internacional es generar radiación de rayos X totalmente coherente con calidad de láser convencional, y la forma más importante es utilizar el mecanismo operativo del láser de electrones libres de semilla externa.La radiación del láser externo de electrones libres de semillas hereda las características del láser de semillas y tiene excelentes características como coherencia total, control de fase y sincronización precisa con el láser de bomba externo.Sin embargo, debido a la limitación de la longitud de onda y el ancho del pulso del láser de semilla, la cobertura de longitud de onda corta y el rango de ajuste de la longitud del pulso del láser de electrones libres de semilla exterior son limitados.Para ampliar aún más la cobertura de longitud de onda corta del láser de electrones libres de semilla externa, en los últimos años se están desarrollando vigorosamente en el mundo nuevos modos de funcionamiento del láser de electrones libres, como la generación de ecoarmónicos.
El láser de electrones libres de semilla externa es una de las principales rutas técnicas para desarrollar un láser de electrones libres de alta ganancia en China.En la actualidad, los cuatro dispositivos láser de electrones libres de alta ganancia en China han adoptado el modo de operación de semilla externa.Con base en la instalación de láser de electrones libres de ultravioleta profundo de Shanghai y la instalación de láser de electrones libres de rayos X suaves de Shanghai, los científicos han logrado sucesivamente la primera amplificación internacional de luz láser de electrones libres de tipo eco y la primera amplificación de saturación de láser de electrones libres de tipo eco ultravioleta extremo.Para promover aún más el láser de electrones libres de semilla externa a la longitud de onda corta, el equipo de investigación propuso de forma independiente un nuevo mecanismo de láser de electrones libres totalmente coherente con cascada de eco armónicos, que fue adoptado por el dispositivo láser de electrones libres de rayos X suaves de Shanghai como el esquema básico y completó todo el proceso, desde la verificación del principio hasta la amplificación de la luz en la banda suave de rayos X.Los resultados de la investigación muestran que, en comparación con el mecanismo de funcionamiento tradicional de tipo semilla externa, este mecanismo tiene características espectrales muy excelentes, gracias a la adopción por parte de los investigadores del desarrollo independiente de la tecnología de diagnóstico por pulsos de rayos X ultrarrápidos (https://doi.org/10.1016 /j.fmre.2022.01.027), Se verifica aún más el rendimiento superior de este nuevo mecanismo en el control de la longitud del pulso y la generación de pulso ultrarrápido.Los resultados de la investigación relevante proporcionan una ruta técnica viable para la generación de láseres de electrones libres totalmente coherentes en la banda subnanométrica y proporcionarán una herramienta de investigación ideal para los campos de la óptica no lineal de rayos X y la química física ultrarrápida.
El láser de electrones libres en cascada de eco armónicos tiene un excelente rendimiento espectral: la imagen de la izquierda es el modo de cascada convencional y la imagen de la derecha es el modo de cascada de eco armónicos.
El ajuste de la longitud del pulso de rayos X y la generación de pulso ultrarrápido se pueden realizar mediante una cascada de eco armónicos
Hora de publicación: 08-oct-2023