TW kilasy attosecond X-ray pulse laser

TW kilasy attosecond X-ray pulse laser
Attosecond X-raypulse lasermiaraka amin'ny hery avo sy ny faharetan'ny pulse fohy no fanalahidin'ny fanatrarana ny ultrafast nonlinear spectroscopy sy X-ray diffraction imaging. Ny ekipa mpikaroka any Etazonia dia nampiasa cascade misy dingana roaX-ray tsy misy electron laserhamoaka pulses attosecond discrete. Raha ampitahaina amin'ny tatitra efa misy, ny salan'isan'ny herin'ny pulses dia mitombo amin'ny alàlan'ny filaharana lehibe, ny hery ambony indrindra dia 1.1 TW, ary ny angovo mediana dia mihoatra ny 100 μJ. Ny fandinihana koa dia manome porofo matanjaka momba ny fitondran-tena superradiation toy ny soliton amin'ny sehatry ny X-ray.Laser mahery vaikadia nitarika sehatra fikarohana vaovao maro, anisan'izany ny fizika avo lenta, spectroscopy attosecond, ary ny accelerators particle laser. Amin'ireo karazana lasers rehetra, ny taratra X dia ampiasaina betsaka amin'ny fitiliana ara-pitsaboana, ny fahitana lesoka indostrialy, ny fisafoana fiarovana ary ny fikarohana siantifika. Ny X-ray free-electron laser (XFEL) dia afaka mampitombo ny tampon'ny herin'ny X-ray amin'ny alàlan'ny lamina maromaro raha oharina amin'ny teknolojia famokarana X-ray hafa, ka manitatra ny fampiharana ny taratra X amin'ny sehatry ny spectroscopy tsy an-tariby sy tokana. sary diffraction particle izay ilana hery ambony. Ny XFEL attosecond nahomby vao haingana dia zava-bita lehibe teo amin'ny siansa sy ny teknolojia attosecond, mampitombo ny herin'ny tampon'isa misy amin'ny halehiben'ny enina mahery raha ampitahaina amin'ny loharano X-ray benchtop.

Lasers elektronika maimaim-poanadia afaka mahazo angovo pulses maro ny halehiben'ny ambony noho ny haavon'ny famoahana ho azy amin'ny fampiasana ny tsy fandriam-pahalemana iombonana, izay vokatry ny fifandraisana mitohy amin'ny taratra taratra ao amin'ny taratra elektronika relativistic sy ny oscillator magnetika. Ao amin'ny faritra X-ray mafy (eo amin'ny 0.01 nm ka hatramin'ny 0.1 nm ny halavan'ny onjam-peo), ny FEL dia tratra amin'ny alàlan'ny famatrarana bundle sy teknika coning post-saturation. Ao amin'ny taratra X-ray malefaka (eo amin'ny 0.1 nm ka hatramin'ny 10 nm ny halavan'ny onjam-peo), ny FEL dia ampiharina amin'ny teknolojia cascade fresh-slice. Vao haingana, ny pulses attosecond miaraka amin'ny hery fara-tampony 100 GW dia voalaza fa novokarina tamin'ny alàlan'ny fomba famotsorana ho azy manokana (ESASE).

Ny ekipan'ny mpikaroka dia nampiasa rafitra fanamafisam-peo roa mifototra amin'ny XFEL mba hanamafisana ny fivoahan'ny pulse X-ray attosecond avy amin'ny linac coherent.loharano maivanamankany amin'ny haavon'ny TW, filaharan'ny fanatsarana ny halehiben'ny vokatra voalaza. Ny fametrahana andrana dia aseho amin'ny sary 1. Miorina amin'ny fomba ESSE, ny mpanodina photocathode dia novaina mba hahazoana taratra elektronika miaraka amin'ny spike avo lenta, ary ampiasaina hamokarana pulses X-ray attosecond. Ny pulse voalohany dia hita eo amin'ny sisiny anoloana amin'ny spike amin'ny taratra elektronika, araka ny aseho eo amin'ny zoro ambony havia amin'ny sary 1. Rehefa mahatratra ny saturation ny XFEL, dia nahemotra ny taratra elektronika raha oharina amin'ny taratra X amin'ny alàlan'ny compressor magnetika, ary avy eo ny pulse dia mifandray amin'ny taratra elektronika (slice vaovao) izay tsy ovain'ny modulation ESSE na laser FEL. Farany, ny undulator magnetika faharoa dia ampiasaina hanamafisana bebe kokoa ny taratra X amin'ny alàlan'ny fifandraisan'ny pulses attosecond miaraka amin'ny silaka vaovao.

AVIAVY. 1 Kisary fitaovana andrana; Ny fanoharana dia mampiseho ny habaka amin'ny dingan'ny longitudinal (sarin'ny angovo elektrôna amin'ny fotoana, maitso), ny mombamomba ankehitriny (manga), ary ny taratra vokarin'ny fanamafisam-peo voalohany (volomparasy). XTCAV, X-band transverse cavity; cVMI, coaxial rapide mapping imaging system; FZP, Fresnel band plate spectrometer

Ny pulses attosecond rehetra dia naorina avy amin'ny tabataba, ka ny pulse tsirairay dia manana fananana spectral sy time-domain samihafa, izay nodinihan'ny mpikaroka amin'ny antsipiriany bebe kokoa. Raha ny momba ny spectra, dia nampiasa spektrometr'i Fresnel band plate izy ireo mba handrefesana ny spectra ny pulses tsirairay amin'ny halavan'ny undulator mitovy, ary hitany fa ireo spectra ireo dia nitazona onjam-peo malefaka na dia taorian'ny fanamafisam-peo faharoa aza, izay manondro fa ny pulses dia tsy miova. Ao amin'ny faritry ny fotoana, ny somotraviavin'ny zoro dia refesina ary ny onjam-peo amin'ny fotoana dia voafaritra. Araka ny aseho amin'ny sary 1, ny pulse X-ray dia mifamatotra amin'ny pulse laser infraro-polarized boribory. Ny photoelectron voafafa amin'ny pulse X-ray dia hamokatra streaks mankany amin'ny lalana mifanohitra amin'ny mety ho vector amin'ny laser infrarouge. Satria ny sahan'ny herinaratra amin'ny laser dia mihodina amin'ny fotoana, ny fizarazaran'ny fotoelektronika dia voafaritra amin'ny fotoana famoahana elektronika, ary ny fifandraisana misy eo amin'ny fomba angular amin'ny fotoana famoahana sy ny fitsinjarana ny fotoelectron dia miorina. Refesina amin'ny alalan'ny fandrefesana amin'ny alalan'ny spektromètre fandrefesana sarintany haingana ny fitsinjarana ny fotoelectron. Miorina amin'ny fitsinjarana sy ny valin'ny spectral, azo amboarina indray ny onjam-peo amin'ny alàlan'ny attosecond. Ny sary 2 (a) dia mampiseho ny fizarana ny faharetan'ny pulse, miaraka amin'ny mediana 440 toy. Farany, ny mpitsikilo fanaraha-maso entona dia nampiasaina mba handrefesana ny herin'ny pulse, ary ny fiparitahan'ny fiparitahana eo anelanelan'ny herin'ny pulse ambony sy ny faharetan'ny pulse araka ny aseho amin'ny sary 2 (b). Ireo fanamafisana telo dia mifanaraka amin'ny fepetra fifantohana amin'ny taratra elektronika samihafa, ny fepetran'ny coning waver ary ny fepetra fanemorana ny compressor magnetika. Ireo rindrankajy telo ireo dia namokatra angovo avy amin'ny pulso antonony 150, 200, ary 260 µJ, miaraka amin'ny hery ambony indrindra 1.1 TW.

Sary 2. (a) Histograma fitsinjarana ny halavan'ny pulse antsasa-haavony (FWHM); b) Tetika fanaparitahana mifanaraka amin'ny herin'ny tampony sy ny faharetan'ny pulse

Fanampin'izany, ny fanadihadiana dia nanamarika sambany ihany koa ny tranganà superemission toy ny soliton ao amin'ny tarika X-ray, izay miseho ho fanafohezana tsy tapaka mandritra ny fanamafisana. Izany dia vokatry ny fifandraisana matanjaka eo amin'ny elektrôna sy ny taratra, miaraka amin'ny angovo nafindra haingana avy amin'ny elektrôna mankany amin'ny lohan'ny pulse X-ray ary miverina amin'ny elektronika avy amin'ny rambon'ny pulse. Amin'ny alalan'ny fandalinana lalina momba an'io trangan-javatra io, dia antenaina fa ny pulses X-ray miaraka amin'ny faharetana fohy kokoa sy ny hery ambony ambony dia azo tanterahina bebe kokoa amin'ny alàlan'ny fanitarana ny dingan'ny fanamafisam-peo superradiation ary manararaotra ny fanafohezana pulse amin'ny fomba toy ny soliton.