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银河国际官方网站:特别是对高峰值功率的要求

时间:2021/3/3 19:30:47   作者:   来源:   阅读:5   评论:0
内容摘要:近年来,中国科学院上海高等研究院和中国科学院上海应用物理研究所自由电子激光团队在外部种子自由电子激光的研究上取得了重要进展。该理论提出了相干能量调制自放大机制,并基于上海软x射线自由电子激光器完成了实验验证。研究表明,这种新机制可以大大降低外种电子激光器的功率需求,解决了外种电子激光器高重复频率工作的关键问题。自由电子...

近年来,中国科学院上海高等研究院和中国科学院上海应用物理研究所自由电子激光团队在外部种子自由电子激光的研究上取得了重要进展。该理论提出了相干能量调制自放大机制,并基于上海软x射线自由电子激光器完成了实验验证。研究表明,这种新机制可以大大降低外种电子激光器的功率需求,解决了外种电子激光器高重复频率工作的关键问题。

自由电子激光器利用相对论性电子束产生飞秒到阿秒的x射线脉冲,具有极高的亮度。它已成为原子和分子物理、材料科学和生命科学等许多领域的关键工具。外籽自由电子激光器利用外籽激光将相干能量调制引入到电子束中,从而产生高稳定、全相干的自由电子激光脉冲。然而,现有的种子激光器工作模式对性能的要求,特别是对高峰值功率的要求,已经成为外种子自由电子激光器对高重复频率工作的瓶颈。

在本研究中,研究人员提出通过增加电子束簇的自调制来降低外部种子激光器的峰值功率需求1-2个数量级。同时,利用上海软x射线自由电子激光器现有的硬件条件,成功地实现了种子激光器峰值功率需求10-25倍的松弛。这是外部自由种子电子激光放大的结果,具有世界上最高的“工作谐波/激光调制”效率。这一结果为开发具有兆赫兹级重复频率的外籽自由电子激光器铺平了道路,并有望在时间分辨率光谱学和极紫外光刻等技术上带来新的突破。

上海软x射线自由电子激光装置中自放大机制的成功实验操作,对目前和未来自由电子激光等大型科学装置的发展具有重要意义和实用价值。目前,在国际上,许多超导的场次自由电子激光设备,如欧洲自由电子激光器,美国直线加速器二期相干光源,和上海硬x射线自由电子激光在建或投入运营。自放大机制可以成为连续波超导加速器驱动的下一代外部种子光源的标准模式。此外,相干能量调制的自放大机制在提高外籽自由电子激光器的稳定性、增强聚类因子、扩大工作波长和超快脉冲产生等方面具有重要的潜在应用价值。



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