science >> Wetenschap >  >> Fysica

Nieuwe benadering voor het genereren van coherente en ultrakorte zachte röntgenpulsen

Schema van het EEHC-experiment. De bovenste bundellijn toont de linac die bestaat uit een fotokathode rf-kanon, een laserverwarmer (LH) systeem, een 𝑋X-band linearizer, een boscompressor (BC), 𝑆S-band en 𝐶C-band versnellende structuren, een 𝐶C-band dwars afbuigstructuur (TDS), en een dipool voor beam dump. De onderste bundellijn toont het undulatorsysteem. De eerste fase is een EEHG bestaande uit twee zaadlasers (zaad 1 en zaad 2), twee modulator-undulatoren, twee dispersiesecties en een straler. De tweede fase is een typische HGHG met één modulator, één dispersiesectie en een radiator. Deze twee etappes zijn verbonden met een verse boschicane. De FEL-pulsen van twee fasen kunnen afzonderlijk worden gedetecteerd door diagnostische stations die zich stroomafwaarts van elke fase bevinden. De longitudinale faseruimte van de elektronenbundel kan worden gemeten met behulp van de TDS en de dipoolmagneet. Tegoed:Optica (2022). DOI:10.1364/OPTICA.466064

Een onderzoeksteam van het Shanghai Advanced Research Institute van de Chinese Academie van Wetenschappen heeft een extern seeding-mechanisme voorgesteld, genaamd echo-enabled harmonische cascade (EEHC), voor het genereren van coherente en ultrakorte zachte röntgenpulsen.

De resultaten zijn gepubliceerd in Optica .

Het genereren van intense, afstembare en volledig coherente pulsen in het röntgenregime is al lang een uitdaging voor lasertechnologieën. De dringende behoefte aan intense röntgenlichtbronnen heeft geleid tot de ontwikkeling van röntgenvrije elektronenlasers (FEL's). De meeste van de momenteel bestaande FEL-röntgenfaciliteiten hebben echter te maken met een beperkte temporele coherentie en grote schommelingen van schot tot schot.

Een efficiënte manier om "laserachtige" FEL te genereren, is door een externe laserbron als het "zaad" te gebruiken om het versterkingsproces te domineren en de uitvoereigenschappen te regelen. De huidige beperkingen op gezaaide FEL's zijn de lage harmonische up-conversie-efficiëntie en de lange duur van de uitgangspuls.

Het voorgestelde EEHC-mechanisme maakt gebruik van echo-enabled harmonische generatie als de eerste fase, waarbij intense extreem ultraviolette pulsen worden geproduceerd die de tweede fase X-ray free-electron laser (FEL) met de high-gain harmonische generatie setup zaaien.

Het mechanisme laat zien dat 100 MW-piekvermogen, transformatiebeperkte zachte röntgenpulsen met een instelbare pulsduur van 25 fs tot 55 fs kunnen worden gegenereerd. In vergelijking met eerder gedemonstreerde gezaaide FEL-mechanismen, heeft EEHC de superioriteit van een veel hogere harmonische up-conversie-efficiëntie en afstembare pulsduur.

Naast de temporele samenhang hebben onderzoekers ook een uniek kenmerk van EEHC aangetoond bij het genereren van geïsoleerde ultrakorte pulsen. De superieure conversie-efficiëntie van de opwaartse frequentie en flexibele pulslengteregeling van dit EEHC-mechanisme maakt het mogelijk om de huidige beperkingen van gezaaide FEL's te overschrijden, terwijl de coherentie van het zaad behouden blijft. + Verder verkennen

Wetenschappers stellen nieuw zelf-modulatieschema voor in gezaaide vrije-elektronenlasers




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Verfijning van pesticiden om ongedierte te doden, geen bijen
  2. Onderzoekers ontdekken een nieuw roofdier dat onze ecosystemen beschadigt
  3. Genetisch gemodificeerde paarse tomaten komen mogelijk naar een Amerikaanse supermarkt bij jou in de buurt
  4. Wetenschappers ontcijferen het genoom van herfstlegerworm, mottenplaag die Afrika binnendringt
  5. Dierentuin Praag viert gezondheid zeldzame Maleise tijgerwelpen
  6. Analyse van het potentieel van AlphaFold bij het ontdekken van geneesmiddelen
  7. Stuctuur van een celmembraan
  8. Hoe zijn fotosynthese en cellulaire ademhaling gerelateerd?
  9. Birdsong onthult zeldzame hybride koppeling die 10 miljoen jaar in de maak is

Wetenschap