It-tim tal-Lejżer tal-Elettroni Ħielsa tal-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża għamel progress fir-riċerka ta' lejżers tal-elettroni ħielsa kompletament koerenti. Abbażi tal-Faċilità ta' Shanghai Soft X-ray Free Electron Laser, il-mekkaniżmu l-ġdid ta' echo harmonic cascade free electron laser propost miċ-Ċina ġie vverifikat b'suċċess, u nkiseb ir-radjazzjoni koerenti ratba tar-raġġi-X b'prestazzjoni eċċellenti. Riċentement, ir-riżultati ġew ippubblikati f'Optica taħt it-titlu Coherent and ultra-short soft X-ray pulses from echo-enabled harmonic cascade free electron lasers.
Il-lejżer tal-elettroni ħielsa bir-raġġi-X huwa wieħed mis-sorsi tad-dawl l-aktar avvanzati fid-dinja. Fil-preżent, ħafna mill-lejżers internazzjonali tal-elettroni ħielsa bir-raġġi-X huma bbażati fuq il-mekkaniżmu ta' emissjoni spontanja li jamplifika waħdu (SASE). SASE għandu luminożità massima għolja ħafna u wisa' tal-polz ultra-qasir fil-livell femto u prestazzjoni eċċellenti oħra, iżda l-vibrazzjoni SASE minħabba l-istorbju, il-koerenza u l-istabbiltà tal-polz tar-radjazzjoni tiegħu mhumiex għoljin, mhuwiex il-"lejżer" tal-medda tar-raġġi-X. Waħda mid-direzzjonijiet ta' żvilupp l-aktar importanti fil-qasam tal-lejżer internazzjonali tal-elettroni ħielsa hija li tiġġenera radjazzjoni bir-raġġi-X kompletament koerenti bil-kwalità konvenzjonali tal-lejżer, u l-mod importanti huwa li jintuża l-mekkaniżmu operattiv tal-lejżer estern tal-elettroni ħielsa miż-żerriegħa. Ir-radjazzjoni tal-lejżer estern tal-elettroni ħielsa miż-żerriegħa wirt il-karatteristiċi tal-lejżer taż-żerriegħa, u għandha karatteristiċi eċċellenti bħal koerenza sħiħa, kontroll tal-fażi u sinkronizzazzjoni preċiża mal-lejżer estern tal-pompa. Madankollu, minħabba l-limitazzjoni tat-tul tal-mewġa u l-wisa' tal-polz tal-lejżer taż-żerriegħa, il-kopertura tat-tul tal-mewġa qasira u l-firxa ta' aġġustament tat-tul tal-polz tal-lejżer estern tal-elettroni ħielsa miż-żerriegħa huma limitati. Sabiex titwessa' aktar il-kopertura ta' wavelength qasir tal-lejżer tal-elettroni ħielsa miż-żerriegħa esterna, modi ġodda ta' tħaddim tal-lejżer tal-elettroni ħielsa bħall-ġenerazzjoni armonika tal-eku qed jiġu żviluppati b'mod vigoruż fid-dinja f'dawn l-aħħar snin.
Il-lejżer tal-elettroni ħielsa miż-żerriegħa esterna huwa wieħed mir-rotot tekniċi ewlenin biex jiġi żviluppat lejżer tal-elettroni ħielsa b'qligħ għoli fiċ-Ċina. Fil-preżent, l-erba' apparati tal-lejżer tal-elettroni ħielsa b'qligħ għoli fiċ-Ċina adottaw mod ta' operazzjoni taż-żerriegħa esterna. Abbażi tal-Faċilità tal-Lejżer tal-Elettroni Ħielsa Ultraviolet Profond ta' Shanghai u l-Faċilità tal-Lejżer tal-Elettroni Ħielsa bir-Raġġi-X-Soft ta' Shanghai, ix-xjentisti kisbu suċċessivament l-ewwel amplifikazzjoni internazzjonali tad-dawl tal-lejżer tal-elettroni ħielsa tat-tip eku u l-ewwel amplifikazzjoni tas-saturazzjoni tal-lejżer tal-elettroni ħielsa tat-tip eku ultravjola estrema. Sabiex jippromwovu aktar il-lejżer tal-elettroni ħielsa miż-żerriegħa esterna għat-tul ta' mewġa qasir, it-tim tar-riċerka ppropona b'mod indipendenti mekkaniżmu ġdid ta' lejżer tal-elettroni ħielsa kompletament koerenti b'kaskata armonika tal-eku, li ġie adottat mill-apparat tal-Lejżer tal-Elettroni Ħielsa bir-Raġġi-X-Soft ta' Shanghai bħala l-iskema bażika, u kkompleta l-proċess kollu mill-verifika tal-prinċipju sal-amplifikazzjoni tad-dawl fil-medda tar-raġġi-X-soft. Ir-riżultati tar-riċerka juru li meta mqabbel mal-mekkaniżmu tradizzjonali tat-tħaddim tat-tip taż-żerriegħa esterna, dan il-mekkaniżmu għandu karatteristiċi spettrali eċċellenti ħafna, permezz tal-adozzjoni mir-riċerkaturi tal-iżvilupp indipendenti tat-teknoloġija tad-dijanjosi tal-polz ultraveloċi bir-raġġi-X (https://doi.org/10.1016/j.fmre.2022.01.027). Il-prestazzjoni superjuri ta' dan il-mekkaniżmu ġdid fil-kontroll tat-tul tal-polz u l-ġenerazzjoni tal-polz ultraveloċi hija vverifikata aktar. Ir-riżultati tar-riċerka rilevanti jipprovdu rotta teknika fattibbli għall-ġenerazzjoni ta' lejżers tal-elettroni ħielsa kompletament koerenti fil-medda tas-subnanometru, u se jipprovdu għodda ta' riċerka ideali għall-oqsma tal-ottika mhux lineari bir-raġġi-X u l-kimika fiżika ultraveloċi.
Il-lejżer tal-elettroni ħielsa tal-kaskata armonika tal-eku għandu prestazzjoni spettrali eċċellenti: l-immaġni tax-xellug hija l-modalità kaskata konvenzjonali, u l-immaġni tal-lemin hija l-modalità kaskata armonika tal-eku
L-aġġustament tat-tul tal-impuls tar-raġġi-X u l-ġenerazzjoni tal-impuls ultraveloċi jistgħu jiġu realizzati permezz ta' kaskata armonika tal-eku
Ħin tal-posta: 08 ta' Ottubru 2023