It-tim tal-lejżer b'xejn elettron tal-Istitut ta 'Shanghai ta' Studji Avvanzati tal-Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi għamel progress fir-riċerka ta 'lasers b'xejn koerenti għal kollox. Ibbażat fuq l-apparat tal-lejżer free-electron artab ta 'Shanghai tar-raġġi X, il-mekkaniżmu l-ġdid tal-lejżer b'elettron ħieles mill-kaskata echo-armoniku propost miċ-Ċina ġie vverifikat b'suċċess u r-radjazzjoni koerenti tar-raġġi X artab bi prestazzjoni eċċellenti nkisbet. Ir-riżultati tar-riċerka rilevanti ġew ippubblikati reċentement f'Optica taħt it-titlu Impulsi tar-raġġi X rotob koerenti u ultra-qosra minn lejżers ta 'kaskata armoniċi mħaddma bl-echo.
Il-lejżer tal-elettroni ħieles bir-raġġi X huwa wieħed mill-aktar installazzjonijiet avvanzati tax-xjenza kbira tas-sors tad-dawl fid-dinja. Il-maġġoranza l-kbira tal-lejżers internazzjonali tal-elettroni ħielsa mir-raġġi X huma bbażati fuq il-mekkaniżmu ta 'radjazzjoni spontanja li jamplifika lilu nnifsu (SASE), SASE għandu luminożità massima għolja ħafna u wisa' ta 'polz ultra-qasir femtosecond u prestazzjoni eċċellenti oħra, iżda SASE mill-vibrazzjoni tal-istorbju, il-koerenza u l-istabbiltà tal-polz tar-radjazzjoni tiegħu mhumiex għoljin, għadu mhux il- "lejżer" tal-faxxa tar-raġġi-X. Wieħed mill-aktar żviluppi internazzjonali importanti fil-qasam tal-lejżers tal-elettroni ħielsa huwa l-ġenerazzjoni ta 'radjazzjoni tar-raġġi X kompletament koerenti bi kwalità konvenzjonali tal-lejżer, u mod importanti biex tagħmel dan huwa li tuża mekkaniżmu ta' tħaddim estern mingħajr lejżer tal-elettroni mingħajr tip ta 'żerriegħa. Ir-radjazzjoni tal-laser estern b'elettron ħieles taż-żerriegħa tiret il-karatteristiċi tal-lejżer taż-żerriegħa, b'karatteristiċi eċċellenti bħal koerenza sħiħa, kontroll tal-fażi u sinkronizzazzjoni preċiża mal-lejżer ippumpjat esternament. Madankollu, il-kopertura qasira tal-wavelength u l-firxa ta 'aġġustament tat-tul tal-polz tal-lejżer free-electron taż-żerriegħa ta' barra hija limitata mill-wavelength u l-wisa 'tal-polz tal-lejżer taż-żerriegħa. Sabiex tkompli testendi l-kopertura qasira tal-wavelength tal-lejżer free-electron tat-tip taż-żerriegħa ta 'barra, modi ġodda ta' tħaddim bil-lejżer b'elettroni ħieles bħall-ġenerazzjoni eku-armonika qed jiġu żviluppati b'mod vigoruż internazzjonalment f'dawn l-aħħar snin.
Il-lejżer elettron ħieles mit-tip ta 'żerriegħa ta' barra huwa wieħed mir-rotot tekniċi ewlenin għall-iżvilupp ta 'lejżers tal-elettroni b'xejn ta' qligħ għoli fiċ-Ċina, u fil-preżent l-erba 'apparati tal-lejżer tal-elettroni b'xejn ta' qligħ għoli fiċ-Ċina adottaw il-mod ta 'operazzjoni taż-żerriegħa ta' barra. Ibbażat fuq l-Unità tal-Lejżer tal-Elettroni Ħieles mill-Ultravjola Deep Ultraviolet ta 'Shanghai u l-Unità tal-Lejżer Elettron Ħieles bir-raġġi X Artab ta' Shanghai, ix-xjentisti kisbu l-ewwel amplifikazzjoni ta 'emissjoni ta' lejżer elettron b'xejn tat-tip echo u l-ewwel amplifikazzjoni ta 'saturazzjoni tal-lejżer tal-elettroni mingħajr tip ta' eku fil-faxxa ultravjola estrema. Biex ikompli javvanza l-laser elettron ħieles mit-tip ta 'żerriegħa ta' barra għal wavelengths iqsar, it-tim tar-riċerka ppropona b'mod indipendenti mekkaniżmu ġdid ta 'lejżer tal-elettron b'xejn kompletament koerenti b'kaskata armonika eku, li ġiet adottata bħala l-iskema bażika mill-apparat tal-lejżer elettron mingħajr raġġi X artab ta' Shanghai, u temm il-proċess kollu mill-prova tal-prinċipju għall-amplifikazzjoni tad-dawl artab tal-faxxa tar-raġġi X li toħroġ. Ir-riżultati juru li dan il-mekkaniżmu l-ġdid għandu proprjetajiet spettrali superjuri ħafna meta mqabbel mal-mekkaniżmu operattiv konvenzjonali tat-tip taż-żerriegħa eżoġenu, li huwa vvalidat aktar f'termini ta 'kontroll tat-tul tal-polz u ġenerazzjoni ta' polz ultravelljat billi juża t-teknika dijanjostika tal-polz tar-raġġi X ultravelenati (https://doi.org/10.1016/j.fmre.2022.01.027) tar-riċerkaturi. Il-prestazzjoni superjuri ta 'dan il-mekkaniżmu l-ġdid f'termini ta' kontroll tat-tul tal-polz u ġenerazzjoni tal-polz ultravelestiku ntweriet aktar bl-użu ta 'teknika dijanjostika tal-polz tar-raġġi X ultravelesi żviluppata internament. Ir-riżultati tar-riċerka jipprovdu rotta prattika għall-ġenerazzjoni ta 'lejżers b'xejn kompletament koerenti f'wavelengths ta' sub-nanometru u se jipprovdu għodod ta 'riċerka ideali għall-oqsma tal-ottika nonlineari tar-raġġi X u l-fiżikokimika ultrafastmika.
Kemm l-installazzjoni Taljana FERMI-FEL kif ukoll l-installazzjoni SwissFEL fl-Isvizzera bħalissa qed jipproponu pjanijiet biex itejbu aktar il-prestazzjoni tar-radjazzjoni tagħhom billi jużaw dan il-mekkaniżmu l-ġdid. Ix-xogħol ta 'riċerka kien appoġġjat mill-Programm Nazzjonali Ewlieni ta' Riċerka u Żvilupp taċ-Ċina, il-Programm Nazzjonali tal-Fond Għaż-Żgħażagħ Eċċellenti, il-Fondazzjoni Nazzjonali tax-Xjenza Naturali taċ-Ċina u l-Programm tat-Talent ta 'Shanghai.
Kokata echo-armonika laser free-electron bi prestazzjoni spettrali eċċellenti: mod kaskata konvenzjonali fuq ix-xellug, modalità kaskata echo-armonika fuq il-lemin.
Kaskata armonika echo għall-aġġustament tat-tul tal-polz tar-raġġi X u l-ġenerazzjoni tal-polz ultravell.
