Frielektronlaserteamet vid den kinesiska vetenskapsakademin har gjort framsteg i forskningen om helt koherenta frielektronlasrar.Baserat på Shanghai Soft X-ray Free Electron Laser Facility har den nya mekanismen för ekoharmonisk kaskadfri elektronlaser som föreslagits av Kina framgångsrikt verifierats, och den mjuka röntgenstrålningen med utmärkt prestanda har erhållits.Nyligen publicerades resultaten i Optica under titeln Koherenta och ultrakorta mjuka röntgenpulser från ekoaktiverade harmoniska kaskadfria elektronlasrar.
Röntgenfri elektronlaser är en av de mest avancerade ljuskällorna i världen.För närvarande är de flesta av de internationella röntgenfria elektronlasrarna baserade på den självförstärkande spontana emissionsmekanismen (SASE), SASE har en mycket hög toppljusstyrka och femtonivå ultrakort pulsbredd och andra utmärkta prestanda, men SASE-vibrationer av brus, koherensen och stabiliteten för dess strålningspuls är inte hög, är inte röntgenbandet "laser".En av de viktigaste utvecklingsriktningarna inom området för internationell frielektronlaser är att generera helt koherent röntgenstrålning med konventionell laserkvalitet, och det viktiga sättet är att använda den externa fröfria elektronlaserns manövermekanism.Strålningen från den externa fröfria elektronlasern ärver frölaserns egenskaper och har utmärkta egenskaper såsom full koherens, faskontroll och exakt synkronisering med den externa pumplasern.På grund av begränsningen av våglängden och pulsbredden för frölasern är emellertid kortvåglängdstäckningen och pulslängdsjusteringsområdet för den yttre fröfria elektronlasern begränsade.För att ytterligare utöka den korta våglängdstäckningen för den externa fröfria elektronlasern, har nya frielektronlaserdriftssätt, såsom generering av ekoövertoner, kraftigt utvecklats i världen under de senaste åren.
Extern fröfri elektronlaser är en av de viktigaste tekniska vägarna för att utveckla högförstärkningsfri elektronlaser i Kina.För närvarande har alla fyra högförstärkningsfria elektronlaserenheter i Kina antagit externt frödriftläge.Baserat på Shanghai Deep Ultraviolet Free electron Laser Facility och Shanghai Soft X-ray Free Electron Laser Facility, har forskare successivt uppnått den första internationella ekotyp fri elektronlaserljusförstärkning och den första extrema ultravioletta ekotyp fri elektronlasermättnadsförstärkning.För att ytterligare främja den externa fröfria elektronlasern till den korta våglängden, föreslog forskargruppen oberoende en ny mekanism för helt koherent fri elektronlaser med ekoharmonisk kaskad, som antogs av Shanghai Soft X-ray Free elektronlaseranordningen som grundschemat, och avslutade hela processen från principverifiering till ljusförstärkning i det mjuka röntgenbandet.Forskningsresultaten visar att jämfört med den traditionella löpmekanismen av extern frötyp har denna mekanism mycket utmärkta spektrala egenskaper, genom antagandet av forskarna för oberoende utveckling av ultrasnabb röntgenpulsdiagnosteknik (https://doi.org/10.1016) /j.fmre.2022.01.027), Den överlägsna prestandan hos denna nya mekanism i pulslängdskontroll och ultrasnabb pulsgenerering verifieras ytterligare.De relevanta forskningsresultaten ger en möjlig teknisk väg för generering av helt koherenta fria elektronlasrar i subnanometerbandet och kommer att tillhandahålla ett idealiskt forskningsverktyg för områdena icke-linjär röntgenoptik och ultrasnabb fysikalisk kemi.
Den ekoharmoniska kaskadfria elektronlasern har utmärkt spektral prestanda: den vänstra bilden är det konventionella kaskadläget och den högra bilden är det ekoharmoniska kaskadläget
Röntgenpulslängdjustering och ultrasnabb pulsgenerering kan realiseras genom ekoharmonisk kaskad
Posttid: 2023-okt-08