중국 과학 아카데미의 자유 전자 레이저 팀은 완전히 일관된 자유 전자 레이저 연구에서 진전을 이루었습니다. 상하이 소프트 엑스레이 프리 전자 레이저 시설을 기반으로, 중국이 제안한 에코 하모닉 캐스케이드 프리 전자 레이저의 새로운 메커니즘이 성공적으로 검증되었으며 우수한 성능을 갖춘 소프트 X- 선 코 히어 런트 방사선이 얻어졌습니다. 최근에, 그 결과는 에코에 활성화 된 고조파 캐스케이드 프리 전자 레이저의 일관성 및 초-쇼트 소프트 X- 선 펄스에 따라 Optica에서 발표되었다.
X- 레이 프리 전자 레이저는 세계에서 가장 진보 된 광원 중 하나입니다. 현재 국제 X- 레이 프리 전자 레이저의 대부분은 자체 증폭 자발적 방출 메커니즘 (SASE)을 기반으로하며, SASE는 매우 높은 피크 밝기와 FEMTO 수준의 초-쇼트 펄스 폭과 기타 우수한 성능을 가지지 만 소음에 의한 SASE 진동은 방사선 펄스의 일관성과 안정성이 높지 않으며, 엑스레이 밴드 "라저"가 아닙니다. 국제 프리 전자 레이저 분야에서 가장 중요한 개발 방향 중 하나는 기존 레이저 품질을 갖춘 완전 일관된 X- 선 방사선을 생성하는 것입니다. 중요한 방법은 외부 종자 자유 전자 레이저 작동 메커니즘을 사용하는 것입니다. 외부 종자 자유 전자 레이저의 방사선은 시드 레이저의 특성을 상속하며, 외부 펌프 레이저와의 완전 일관성, 위상 제어 및 정확한 동기화와 같은 우수한 특성을 갖습니다. 그러나, 시드 레이저의 파장 및 펄스 폭의 제한으로 인해, 외부 시드 프리 전자 레이저의 짧은 파장 커버리지 및 펄스 길이 조정 범위가 제한된다. 외부 종자 자유 전자 레이저의 짧은 파장 커버리지를 더욱 확장하기 위해, 최근 몇 년 동안 에코 고조파 생성과 같은 새로운 자유 전자 레이저 작동 방식이 전 세계에서 활발하게 개발되고 있습니다.
외부 종자가없는 전자 레이저는 중국에서 고출력 프리 전자 레이저를 개발하기위한 주요 기술 경로 중 하나입니다. 현재, 중국의 4 개의 높은 이득 프리 전자 레이저 장치 모두 외부 시드 작동 모드를 채택했습니다. 상하이 깊은 자외선 프리 전자 레이저 시설과 상하이 소프트 X- 선이없는 전자 레이저 시설을 기반으로 한 과학자들은 최초의 국제 에코 타입 자유 전자 레이저 광 증폭 및 제 1 극도의 자외선 에코 유형 자유 전자 레이저 앰프를 연속적으로 달성했습니다. 외부 종자 자유 전자 레이저를 짧은 파장으로 홍보하기 위해, 연구팀은 기본 체계로서 Shanghai Soft X-Ray Free Electron Laser 장치에 의해 채택 된 완전히 일관된 자유 전자 레이저의 새로운 메커니즘을 독립적으로 제안하고 소프트 X-ray 밴드에서 기본적 검증에서 경작으로 전체 과정을 완료했습니다. 연구 결과에 따르면 전통적인 외부 종자 유형 달리기 메커니즘과 비교하여,이 메커니즘은 매우 우수한 스펙트럼 특성을 가지고 있으며, 초고속 X- 선 펄스 진단 기술 (https://doi.org/10.1016/j.fmre.2022.01.027)의 독립적 인 개발 연구원을 채택 함으로써이 새로운 메커니즘의 탁월한 성능 및 초경중 PULSE의 성능을 높이고 있습니다. 관련 연구 결과는 서브 나노 미터 밴드에서 완전 일관된 자유 전자 레이저를 생성 할 수있는 실현 가능한 기술 경로를 제공하며 X- 선 비선형 광학 및 초고속 물리 화학 분야에 이상적인 연구 도구를 제공 할 것입니다.
에코 고조파 캐스케이드 프리 전자 레이저는 우수한 스펙트럼 성능을 가지고 있습니다. 왼쪽 이미지는 기존 캐스케이드 모드이며 오른쪽 이미지는 에코 하모닉 캐스케이드 모드입니다.
X- 선 펄스 길이 조정 및 초고파 펄스 생성은 에코 고조파 캐스케이드에 의해 실현 될 수 있습니다.
시간 후 : 10 월 8 일 -2023 년