Free elektron Laser-teamet til det kinesiske vitenskapsakademiet har gjort fremskritt i forskningen av fullstendig koherente frie elektronlasere.Basert på Shanghai Soft X-ray Free Electron Laser Facility, er den nye mekanismen for ekkoharmonisk kaskadefri elektronlaser foreslått av Kina vellykket verifisert, og den myke røntgen-koherente strålingen med utmerket ytelse er oppnådd.Nylig ble resultatene publisert i Optica under tittelen Koherente og ultrakorte myke røntgenpulser fra ekkoaktiverte harmoniske kaskadefrie elektronlasere.
Den røntgenfrie elektronlaseren er en av de mest avanserte lyskildene i verden.For tiden er de fleste internasjonale røntgenfrie elektronlasere basert på den selvforsterkende spontane emisjonsmekanismen (SASE), SASE har en svært høy topplysstyrke og femtonivå ultrakort pulsbredde og annen utmerket ytelse, men SASE-vibrasjon av støy, koherensen og stabiliteten til strålingspulsen er ikke høy, er ikke røntgenbåndet "laser".En av de viktigste utviklingsretningene innen internasjonal frielektronlaser er å generere fullstendig koherent røntgenstråling med konvensjonell laserkvalitet, og den viktige måten er å bruke den eksterne frøfri elektronlaserens driftsmekanisme.Strålingen fra den eksterne frøfri elektronlaseren arver egenskapene til frølaseren, og har utmerkede egenskaper som full koherens, fasekontroll og presis synkronisering med den eksterne pumpelaseren.På grunn av begrensning av bølgelengden og pulsbredden til frølaseren, er imidlertid kortbølgelengdedekningen og pulslengdejusteringsområdet til den ytre frøfri elektronlaseren begrenset.For ytterligere å utvide kortbølgelengdedekningen til den eksterne frøfri elektronlaseren, har nye frielektronlaserdriftsmoduser som ekkoharmonisk generering blitt kraftig utviklet i verden de siste årene.
Ekstern frøfri elektronlaser er en av de viktigste tekniske rutene for å utvikle fri elektronlaser med høy forsterkning i Kina.For tiden har alle fire elektronlaserenheter med høy forsterkning i Kina tatt i bruk ekstern frødriftsmodus.Basert på Shanghai Deep Ultraviolet Free elektron Laser Facility og Shanghai Soft X-ray Free Electron Laser Facility, har forskere oppnådd den første internasjonale ekkotypen fri elektronlaserlysforsterkning og den første ekstreme ultrafiolette ekkotypen fri elektronlasermetningsforsterkning.For ytterligere å fremme den eksterne frøfri elektronlaseren til den korte bølgelengden, foreslo forskerteamet uavhengig en ny mekanisme for fullstendig koherent fri elektronlaser med ekkoharmonisk kaskade, som ble tatt i bruk av Shanghai Soft X-ray Free elektronlaserenheten som grunnskjemaet, og fullførte hele prosessen fra prinsippverifisering til lysforsterkning i det myke røntgenbåndet.Forskningsresultatene viser at sammenlignet med den tradisjonelle løpemekanismen av ekstern frøtype, har denne mekanismen meget utmerkede spektrale egenskaper, gjennom adopsjon av forskerne for uavhengig utvikling av ultrarask røntgenpulsdiagnoseteknologi (https://doi.org/10.1016) /j.fmre.2022.01.027), Den overlegne ytelsen til denne nye mekanismen innen pulslengdekontroll og ultrarask pulsgenerering er ytterligere verifisert.De relevante forskningsresultatene gir en gjennomførbar teknisk rute for generering av fullstendig koherente frie elektronlasere i subnanometerbåndet, og vil gi et ideelt forskningsverktøy for feltene ikke-lineær røntgenoptikk og ultrarask fysisk kjemi.
Ekkoharmonisk kaskadefri elektronlaser har utmerket spektral ytelse: det venstre bildet er den konvensjonelle kaskademodusen, og det høyre bildet er den ekkoharmoniske kaskademodusen
Røntgenpulslengdejustering og ultrarask pulsgenerering kan realiseres ved ekkoharmonisk kaskade
Innleggstid: Okt-08-2023