Laser pulse X-ray kilasy TW attosecond

Laser pulse X-ray kilasy TW attosecond
Taratra X attosecondlaser pulsamiaraka amin'ny hery avo lenta sy faharetan'ny pulsa fohy no fanalahidy hahazoana spectroscopy tsy linear haingana sy sary diffraction X-ray. Ny ekipa mpikaroka any Etazonia dia nampiasa cascade roa dinganaLaser elektrôna tsy misy taratra Xmba hamoahana pulses attosecond miavaka. Raha ampitahaina amin'ny tatitra efa misy, ny herin'ny tampon'ny salan'isa dia mitombo amin'ny ambaratonga iray, ny herin'ny tampon'ny ambony indrindra dia 1.1 TW, ary ny angovo antonony dia mihoatra ny 100 μJ. Ny fanadihadiana ihany koa dia manome porofo matanjaka momba ny fitondran-tena toy ny soliton superradiation ao amin'ny sehatry ny taratra X.Lasera mahery vaikadia nitarika sehatra fikarohana vaovao maro, anisan'izany ny fizika avo lenta, ny spectroscopy attosecond, ary ny accelerators poti laser. Amin'ireo karazana laser rehetra, ny taratra X dia ampiasaina betsaka amin'ny diagnostika ara-pitsaboana, ny fitadiavana lesoka indostrialy, ny fanaraha-maso ny fiarovana ary ny fikarohana siantifika. Ny laser elektrôna maimaim-poana taratra X (XFEL) dia afaka mampitombo ny herin'ny taratra X ambony amin'ny ambaratonga maromaro raha oharina amin'ny teknolojia famokarana taratra X hafa, ka manitatra ny fampiharana ny taratra X amin'ny sehatry ny spectroscopy tsy lineary sy ny sary diffraction poti tokana izay ilaina ny hery avo. Ny XFEL attosecond nahomby vao haingana dia zava-bita lehibe teo amin'ny siansa sy ny teknolojia attosecond, mampitombo ny herin'ny taratra X ambony azo ampiasaina mihoatra ny enina ambaratonga raha oharina amin'ny loharano taratra X ambony.

Lasera elektrôna maimaim-poanaAfaka mahazo angovon'ny pulsa avo lenta kokoa noho ny haavon'ny famoahana tampoka amin'ny alàlan'ny tsy fandriam-pahalemana mitambatra, izay vokatry ny fifandraisana mitohy eo amin'ny sehatry ny taratra ao amin'ny taratra elektrôna relativistika sy ny oscillator magnetika. Ao amin'ny elanelan'ny taratra X mafy (eo anelanelan'ny 0.01 nm sy 0.1 nm eo ho eo), ny FEL dia tratrarina amin'ny alàlan'ny teknika famoretana bundle sy coning post-saturation. Ao amin'ny elanelan'ny taratra X malefaka (eo anelanelan'ny 0.1 nm sy 10 nm eo ho eo), ny FEL dia ampiharina amin'ny alàlan'ny teknolojia cascade fresh-slice. Vao haingana, ny pulsa attosecond miaraka amin'ny hery ambony indrindra 100 GW dia voalaza fa novokarina tamin'ny alàlan'ny fomba emission spontaneous emission (ESASE) izay nohamafisina ho azy.

Nampiasa rafitra fanamafisana roa dingana mifototra amin'ny XFEL ny ekipa mpikaroka mba hanamafisana ny vokatra malefaka avy amin'ny linac coherent pulse X-ray attosecond.loharanon-jiroamin'ny ambaratonga TW, fanatsarana lehibe raha oharina amin'ny vokatra voalaza. Aseho amin'ny Sary 1 ny fametrahana andrana. Mifototra amin'ny fomba ESASE, ny emitter photocathode dia ovaina mba hahazoana taratra elektrôna misy spike courant avo lenta, ary ampiasaina hamoronana pulses X-ray attosecond. Ny pulse voalohany dia hita eo amin'ny sisiny eo anoloan'ny spike amin'ny taratra elektrôna, araka ny aseho eo amin'ny zoro ambony havia amin'ny Sary 1. Rehefa mahatratra saturation ny XFEL, dia mihemotra ny taratra elektrôna raha oharina amin'ny taratra X amin'ny alàlan'ny compresseur magnetika, ary avy eo dia mifandray amin'ny taratra elektrôna (slice vaovao) izay tsy ovain'ny ESASE modulation na laser FEL ny pulse. Farany, ampiasaina ny undulator magnetika faharoa mba hanamafisana bebe kokoa ny taratra X amin'ny alàlan'ny fifandraisan'ny pulses attosecond amin'ny slice vaovao.

SARY 1 Kisarisary fitaovana fanandramana; Ny sary dia mampiseho ny habaka dingana lava (kisarisary fotoana-angovo amin'ny elektrôna, maitso), ny mombamomba ny herinaratra (manga), ary ny taratra vokarin'ny fanamafisana laharana voalohany (volomparasy). XTCAV, lavaka miampita X-band; cVMI, rafitra sary amin'ny sarintany haingana coaxial; FZP, spektrometera takelaka tarika Fresnel

Avy amin'ny tabataba avokoa ny pulse attosecond rehetra, ka samy manana toetra spectral sy time-domain samihafa ny pulse tsirairay, izay nodinihin'ireo mpikaroka tamin'ny antsipiriany bebe kokoa. Raha ny momba ny spectra, nampiasa spectrometer Fresnel band plate izy ireo mba handrefesana ny spectra an'ny pulse tsirairay amin'ny halavan'ny undulator mitovy amin'izany, ary nahita fa ireo spectra ireo dia nitazona endrika onja malefaka na dia taorian'ny fanamafisana faharoa aza, izay manondro fa nijanona ho unimodal ny pulse. Ao amin'ny domaine time, dia refesina ny sisiny angular ary voafaritra ny endriky ny onjan'ny pulse amin'ny domaine time. Araka ny aseho amin'ny Sary 1, ny pulse X-ray dia mifanindry amin'ny pulse laser infrared boribory polarised. Ny photoelectrons ionized amin'ny pulse X-ray dia hamokatra tsipika mifanohitra amin'ny vector potential an'ny laser infrared. Satria mihodina miaraka amin'ny fotoana ny sehatry ny herinaratra amin'ny laser, ny fizarana momentum an'ny photoelectron dia voafaritry ny fotoana famoahana elektrôna, ary ny fifandraisana misy eo amin'ny fomba angular amin'ny fotoana famoahana sy ny fizarana momentum an'ny photoelectron dia voafaritra. Ny fizarana ny momentum an'ny photoelectron dia refesina amin'ny alàlan'ny spectrometer coaxial fast mapping imaging. Mifototra amin'ny fizarana sy ny valin'ny spektraly, azo averina amboarina ny endriky ny onjam-potoanan'ny pulse attosecond. Ny Sary 2 (a) dia mampiseho ny fizarana ny faharetan'ny pulse, miaraka amin'ny salan'isa 440 as. Farany, nampiasaina handrefesana ny angovon'ny pulse ny fitaovana fanaraha-maso ny entona, ary nokajiana ny tetika miparitaka eo amin'ny herin'ny pulse ambony indrindra sy ny faharetan'ny pulse araka ny aseho amin'ny Sary 2 (b). Ireo firafitra telo ireo dia mifanaraka amin'ny fepetra samihafa amin'ny fifantohana amin'ny taratra elektrôna, ny fepetra amin'ny coning waver ary ny fepetra amin'ny fahatarana amin'ny compressor magnetika. Ireo firafitra telo ireo dia nahazo angovon'ny pulse antonony 150, 200, ary 260 µJ, tsirairay avy, miaraka amin'ny hery ambony indrindra 1.1 TW.

Sary 2. (a) Histograma fizarana ny faharetan'ny pulsa antsasaky ny haavony feno sakany (FWHM); (b) Tetika miparitaka mifanaraka amin'ny hery fara tampony sy ny faharetan'ny pulsa

Ankoatra izany, ny fanadihadiana dia nahita voalohany ihany koa ny trangan-javatra toy ny soliton superemission ao amin'ny tarika X-ray, izay miseho ho toy ny fihenan'ny pulsa mitohy mandritra ny fanamafisana. Izany dia vokatry ny fifandraisana matanjaka eo amin'ny elektrôna sy ny taratra, miaraka amin'ny angovo afindra haingana avy amin'ny elektrôna mankany amin'ny lohan'ny pulsa X-ray ary miverina any amin'ny elektrôna avy amin'ny rambon'ny pulsa. Amin'ny alàlan'ny fandalinana lalina momba ity trangan-javatra ity, dia antenaina fa ny pulsa X-ray miaraka amin'ny faharetana fohy kokoa sy ny hery ambony kokoa dia azo tanterahina bebe kokoa amin'ny alàlan'ny fanitarana ny dingana fanamafisana ny superradiation ary ny fanararaotana ny fihenan'ny pulsa amin'ny fomba toy ny soliton.