TW klas Attosecond X-ray batman kè lazè
Atosekond X-raybatman kè lazèAvèk gwo pouvwa ak kout dire batman kè yo se kle a reyalize ultrafast spèktroskopi linear ak X-ray difraksyon D '. Ekip rechèch la nan Etazini yo te itilize yon kaskad nan de etapX-ray gratis lazer elèktronSòti disrè atosekond pulsasyon. Konpare ak rapò ki egziste deja, se pouvwa a pik mwayèn nan pulsasyon yo ogmante pa yon lòd nan grandè, pouvwa a maksimòm pik se 1.1 TW, ak enèji nan medyàn se plis pase 100 μJ. Etid la tou bay prèv fò pou soliton-tankou konpòtman superradiation nan jaden an X-ray.High-enèji lazerte kondwi anpil nouvo zòn nan rechèch, ki gen ladan segondè-jaden fizik, attosecond spèktroskopi, ak lazè akseleratè patikil. Pami tout kalite lazer, radyografi yo lajman itilize nan dyagnostik medikal, deteksyon defo endistriyèl, enspeksyon sekirite ak rechèch syantifik. Radyografi gratis-elèktron lazè (XFEL) ka ogmante pouvwa X-ray pouvwa a pa plizyè lòd nan grandè konpare ak lòt teknoloji X-ray jenerasyon, konsa pwolonje aplikasyon an nan radyografi nan jaden an nan spèktroskopi linear ak yon sèl-patikil difraksyon D 'kote segondè pouvwa yo mande yo. Dènye siksè Attosecond XFEL la se yon gwo siksè nan syans atosekond ak teknoloji, ogmante pouvwa a pik ki disponib pa plis pase sis lòd nan grandè konpare ak benchtop sous radyografi.
Lazè elèktron gratiska jwenn enèji batman kè anpil lòd nan grandè pi wo pase nivo a emisyon espontane lè l sèvi avèk enstabilite kolektif, ki se ki te koze pa entèraksyon an kontinyèl nan jaden an radyasyon nan gwo bout bwa a elèktron relativist ak osilator la mayetik. Nan ranje a difisil X-ray (apeprè 0.01 nm a 0.1 nm longèdonn), FEL se reyalize pa konpresyon pake ak pòs-saturation teknik coning. Nan seri a mou X-ray (apeprè 0.1 nm a 10 nm longèdonn), FEL se aplike pa Cascade fre-tranch teknoloji. Dènyèman, yo te rapòte pulsasyon Attosecond ak yon pouvwa pik nan 100 GW yo te pwodwi lè l sèvi avèk ranfòse pwòp tèt ou-amplified emisyon espontane (ESASE) metòd la.
Ekip rechèch la te itilize yon sistèm anplifikasyon de-etap ki baze sou XFEL pou agrandi pwodiksyon an ki gen anpil radyografi ki soti nan aderan LINAC aderan ansous limyèNan nivo a TW, yon lòd nan amelyorasyon grandè sou rezilta rapòte yo. Se konfigirasyon eksperimantal la yo montre nan Figi 1. Ki baze sou metòd la ESASE, se emeteur a fotokatod modulation yo jwenn yon gwo bout bwa elèktron ak yon Spike segondè aktyèl, epi li se itilize yo jenere attosecond pulsasyon X-ray. Se batman kè inisyal la ki sitiye nan kwen an devan nan Spike nan gwo bout bwa a elèktron, jan yo montre nan kwen anwo agoch nan figi 1. Finalman, se yon dezyèm ondulatè mayetik itilize plis anplifye radyografi yo nan entèraksyon an nan pulsasyon attosecond ak tranch la fre.
Fig. 1 dyagram aparèy eksperimantal; Ilistrasyon an montre espas faz Longitudinal (dyagram enèji tan nan elèktron la, vèt), pwofil aktyèl la (ble), ak radyasyon ki te pwodwi pa anplifikasyon premye lòd (koulè wouj violèt). XTCAV, X-Band Transverse kavite; CVMI, kowaksyal rapid kat sistèm D '; FZP, Fresnel bann plak spectrometer espektwomèt
Tout pulsasyon attosecond yo bati soti nan bri, se konsa chak batman kè gen diferan espèk ak tan-domèn pwopriyete, ki chèchè yo te eksplore nan plis detay. An tèm de spèktr yo, yo te itilize yon spectrometer espektwomèt Plak Fresnel ki mezire spèktr yo nan pulsasyon endividyèl nan diferan longè ekivalan ondulateur, epi li te jwenn ke sa yo spèktr kenbe fòm lis menm apre anplifikasyon segondè, ki endike ke pulsasyon yo rete unimodal. Nan domèn nan tan, se marginal la angilè mezire ak ond nan domèn tan nan batman kè a karakterize. Jan yo montre nan Figi 1, se batman kè a X-ray sipèpoze ak sikilè a polarize enfrawouj lazè batman kè. Photoelectrons yo ionized pa batman kè a X-ray pral pwodwi tach nan direksyon opoze a potansyèl la vektè nan lazè a enfrawouj. Paske jaden elektrik la nan lazè a wotasyon ak tan, se distribisyon an momantòm nan photoelectron la detèmine pa moman sa a nan emisyon elèktron, ak relasyon ki genyen ant mòd nan angilè nan tan an emisyon ak distribisyon an momantòm nan photoelectron la etabli. Se distribisyon an nan momantòm photoelectron mezire lè l sèvi avèk yon kowaksyal vit kat spèktromètr D '. Baze sou distribisyon an ak rezilta espèk, ond lan tan-domèn nan pulsasyon attosecond ka rekonstwi. Figi 2 (a) montre distribisyon an nan dire batman kè, ak yon medyàn nan 440 kòm. Finalman, yo te detektè a siveyans gaz itilize ki mezire enèji nan batman kè, ak konplo a gaye ant pouvwa a batman kè pik ak dire a batman kè jan yo montre nan Figi 2 (b) te kalkile. Twa konfigirasyon yo koresponn ak diferan gwo bout bwa elèktron konsantre kondisyon, kondisyon koning waver ak mayetik kondisyon reta COMPRESSOR. Twa konfigirasyon yo te bay enèji mwayèn batman kè 150, 200, ak 260 µJ, respektivman, ak yon pouvwa maksimòm pik nan 1.1 TW.
Figi 2. (a) istogram distribisyon nan mwatye wotè lajè plen (FWHM) dire batman kè; (b) Trase gaye ki koresponn a pouvwa pik ak dire batman kè
Anplis de sa, etid la tou obsève la pou premye fwa fenomèn nan soliton-tankou supèrmisyon nan gwoup la X-ray, ki parèt kòm yon mantèg kontinyèl batman kè pandan anplifikasyon. Li se ki te koze pa yon entèraksyon fò ant elektwon ak radyasyon, ak enèji rapidman transfere soti nan elèktron la nan tèt la nan batman kè a X-ray ak tounen nan elèktron la soti nan ke nan batman kè a. Atravè etid an pwofondè nan fenomèn sa a, li espere ke pulsasyon X-ray ak pi kout dire ak pi wo pouvwa pik ka plis reyalize pa pwolonje pwosesis la anplifikasyon superradiation ak pran avantaj de mantèg batman kè nan soliton-tankou mòd.
Post tan: Me-27-2024