चायनीज ॲकॅडमी ऑफ सायन्सेसच्या फ्री इलेक्ट्रॉन लेझर टीमने पूर्णपणे सुसंगत फ्री इलेक्ट्रॉन लेझर्सच्या संशोधनात प्रगती केली आहे. शांघाय सॉफ्ट एक्स-रे फ्री इलेक्ट्रॉन लेझर फॅसिलिटीच्या आधारावर, चीनने प्रस्तावित केलेल्या इको हार्मोनिक कॅस्केड फ्री इलेक्ट्रॉन लेझरच्या नवीन कार्यप्रणालीची यशस्वीपणे पडताळणी करण्यात आली आहे आणि उत्कृष्ट कार्यक्षमतेसह सॉफ्ट एक्स-रे सुसंगत विकिरण मिळवण्यात आले आहे. अलीकडेच, हे निष्कर्ष 'ऑप्टिका' नियतकालिकात 'कोहेरेंट अँड अल्ट्रा-शॉर्ट सॉफ्ट एक्स-रे पल्सेस फ्रॉम इको-इनेबल्ड हार्मोनिक कॅस्केड फ्री इलेक्ट्रॉन लेझर्स' या शीर्षकाखाली प्रकाशित झाले.
एक्स-रे फ्री इलेक्ट्रॉन लेझर हा जगातील सर्वात प्रगत प्रकाश स्रोतांपैकी एक आहे. सध्या, बहुतेक आंतरराष्ट्रीय एक्स-रे फ्री इलेक्ट्रॉन लेझर्स हे सेल्फ-अँप्लिफायिंग स्पॉन्टेनियस एमिशन मेकॅनिझम (SASE) वर आधारित आहेत. SASE मध्ये खूप उच्च पीक ब्राइटनेस, फेम्टो लेव्हलची अति-लघु पल्स रुंदी आणि इतर उत्कृष्ट कार्यक्षमता असते, परंतु नॉईजमुळे होणाऱ्या कंपनामुळे SASE च्या रेडिएशन पल्सची सुसंगतता आणि स्थिरता उच्च नसते, आणि तो एक्स-रे बँडमधील "लेझर" नाही. आंतरराष्ट्रीय फ्री इलेक्ट्रॉन लेझरच्या क्षेत्रातील सर्वात महत्त्वाच्या विकास दिशांपैकी एक म्हणजे पारंपरिक लेझरच्या गुणवत्तेसह पूर्णपणे सुसंगत एक्स-रे रेडिएशन निर्माण करणे, आणि त्यासाठी महत्त्वाचा मार्ग म्हणजे एक्सटर्नल सीड फ्री इलेक्ट्रॉन लेझर ऑपरेटिंग मेकॅनिझमचा वापर करणे. एक्सटर्नल सीड फ्री इलेक्ट्रॉन लेझरचे रेडिएशन सीड लेझरची वैशिष्ट्ये धारण करते आणि त्यात पूर्ण सुसंगतता, फेज नियंत्रण आणि बाह्य पंप लेझरसोबत अचूक सिंक्रोनायझेशन यांसारखी उत्कृष्ट वैशिष्ट्ये असतात. तथापि, सीड लेझरच्या तरंगलांबी आणि पल्स रुंदीच्या मर्यादेमुळे, एक्सटर्नल सीड फ्री इलेक्ट्रॉन लेझरची लघु तरंगलांबी व्याप्ती आणि पल्स लांबी समायोजन श्रेणी मर्यादित असते. बाह्य सीड फ्री इलेक्ट्रॉन लेसरची कमी तरंगलांबीची व्याप्ती आणखी वाढवण्यासाठी, अलिकडच्या वर्षांत जगभरात इको हार्मोनिक जनरेशनसारख्या नवीन फ्री इलेक्ट्रॉन लेसर ऑपरेटिंग मोड्सचा जोमाने विकास केला जात आहे.
चीनमध्ये उच्च गेन फ्री इलेक्ट्रॉन लेझर विकसित करण्यासाठी बाह्य सीड फ्री इलेक्ट्रॉन लेझर हा एक मुख्य तांत्रिक मार्ग आहे. सध्या, चीनमधील सर्व चार उच्च गेन फ्री इलेक्ट्रॉन लेझर उपकरणांनी बाह्य सीड ऑपरेशन मोडचा अवलंब केला आहे. शांघाय डीप अल्ट्राव्हायोलेट फ्री इलेक्ट्रॉन लेझर फॅसिलिटी आणि शांघाय सॉफ्ट एक्स-रे फ्री इलेक्ट्रॉन लेझर फॅसिलिटीच्या आधारावर, शास्त्रज्ञांनी अनुक्रमे पहिले आंतरराष्ट्रीय इको प्रकाराचे फ्री इलेक्ट्रॉन लेझर प्रकाश प्रवर्धन आणि पहिले एक्सट्रीम अल्ट्राव्हायोलेट इको प्रकाराचे फ्री इलेक्ट्रॉन लेझर सॅचुरेशन प्रवर्धन साध्य केले आहे. बाह्य सीड फ्री इलेक्ट्रॉन लेझरला शॉर्ट वेव्हलेंथपर्यंत अधिक पुढे नेण्यासाठी, संशोधन संघाने स्वतंत्रपणे इको हार्मोनिक कॅस्केडसह पूर्णपणे सुसंगत फ्री इलेक्ट्रॉन लेझरची एक नवीन यंत्रणा प्रस्तावित केली, जी शांघाय सॉफ्ट एक्स-रे फ्री इलेक्ट्रॉन लेझर उपकरणाने मूलभूत योजना म्हणून स्वीकारली आणि सॉफ्ट एक्स-रे बँडमध्ये तत्त्व पडताळणीपासून प्रकाश प्रवर्धनापर्यंतची संपूर्ण प्रक्रिया पूर्ण केली. संशोधनाचे निष्कर्ष दर्शवतात की, पारंपरिक बाह्य बीज प्रकारच्या कार्यरत यंत्रणेच्या तुलनेत, या यंत्रणेमध्ये अत्यंत उत्कृष्ट वर्णक्रमीय वैशिष्ट्ये आहेत. संशोधकांनी स्वतंत्रपणे विकसित केलेल्या अतिवेगवान एक्स-रे पल्स निदान तंत्रज्ञानाच्या (https://doi.org/10.1016/j.fmre.2022.01.027) अवलंबनाद्वारे, पल्स लांबी नियंत्रण आणि अतिवेगवान पल्स निर्मितीमध्ये या नवीन यंत्रणेची श्रेष्ठ कामगिरी अधिक सत्यापित झाली आहे. संबंधित संशोधनाचे निष्कर्ष सबनॅनोमीटर बँडमध्ये पूर्णपणे सुसंगत मुक्त इलेक्ट्रॉन लेझरच्या निर्मितीसाठी एक व्यवहार्य तांत्रिक मार्ग प्रदान करतात आणि एक्स-रे नॉनलाइनर ऑप्टिक्स व अतिवेगवान भौतिक रसायनशास्त्र या क्षेत्रांसाठी एक आदर्श संशोधन साधन उपलब्ध करून देतील.
इको हार्मोनिक कॅस्केड फ्री इलेक्ट्रॉन लेसरची स्पेक्ट्रल कामगिरी उत्कृष्ट आहे: डावीकडील प्रतिमा पारंपरिक कॅस्केड मोड दर्शवते, आणि उजवीकडील प्रतिमा इको हार्मोनिक कॅस्केड मोड दर्शवते.
इको हार्मोनिक कॅस्केडद्वारे एक्स-रे पल्स लांबीचे समायोजन आणि अतिवेगवान पल्स निर्मिती साध्य करता येते.
पोस्ट करण्याची वेळ: ०८-ऑक्टोबर-२०२३