Hytaý Ylymlar Akademiýasynyň Erkin elektron lazer topary doly kogerent erkin elektron lazerlerini öwrenmekde öňegidişlik gazandy. Şanhaýyň ýumşak rentgen şöhleli erkin elektron lazer desgasyna esaslanyp, Hytaý tarapyndan teklip edilen ýaňlanma garmonik kaskad erkin elektron lazeriniň täze mehanizmi üstünlikli barlandy we ajaýyp öndürijilikli ýumşak rentgen kogerent şöhlelenmesi alyndy. Golaýda netijeler Optica žurnalynda "Ýaňlanma bilen üpjün edilen garmonik kaskad erkin elektron lazerlerinden kogerent we ultra gysga ýumşak rentgen impulslary" ady bilen çap edildi.
Rentgen şöhlesiz elektron lazeri dünýäde iň ösen ýagtylyk çeşmeleriniň biridir. Häzirki wagtda halkara rentgen şöhlesiz elektron lazerleriniň köpüsi öz-özüni güýçlendirýän öz-özünden şöhle saçýan mehanizme (SASE) esaslanýar, SASE örän ýokary pik ýagtylygyna we femto derejesindäki ultra gysga impuls giňligine we beýleki ajaýyp öndürijilige eýedir, ýöne SASE-niň şowhun arkaly titremesi, onuň şöhle impulsynyň utgaşyklylygy we durnuklylygy ýokary däl, rentgen zolagynyň "lazeri" däl. Halkara erkin elektron lazer ulgamynda iň möhüm ösüş ugurlarynyň biri adaty lazer hiline eýe bolan doly utgaşykly rentgen şöhle saçmagyny döretmekdir we möhüm usul daşarky tohumsyz elektron lazeriň iş mehanizmini ulanmakdyr. Daşarky tohumsyz elektron lazeriň şöhle saçmagy tohum lazeriň aýratynlyklaryny miras alýar we doly utgaşyklylyk, faza gözegçiligi we daşarky nasos lazeri bilen takyk sinhronizasiýa ýaly ajaýyp häsiýetlere eýedir. Şeýle-de bolsa, tohum lazeriň tolkun uzynlygynyň we impuls giňliginiň çäkliligi sebäpli, daşarky tohumsyz elektron lazeriň gysga tolkun uzynlygynyň örtügi we impuls uzynlygyny sazlamak diapazony çäkli. Daşarky tohum erkin elektron lazeriniň gysga tolkun uzynlygyny has-da giňeltmek maksady bilen, soňky ýyllarda dünýäde eho garmonik döretmek ýaly täze erkin elektron lazer iş usullary güýçli ösdürilýär.
Daşarky tohumsyz elektron lazer Hytaýda ýokary girdejili erkin elektron lazerini döretmegiň esasy tehniki ugurlarynyň biridir. Häzirki wagtda Hytaýdaky dört ýokary girdejili erkin elektron lazer enjamynyň hemmesi daşarky tohum işleýiş režimini kabul etdi. Şanhaýyň çuňňur ultramelewşe erkin elektron lazer desgasyna we Şanhaýyň ýumşak rentgen şöhlesiz elektron lazer desgasyna esaslanyp, alymlar yzygiderli ilkinji halkara ýaňlanma görnüşli erkin elektron lazer yşyk güýçlendirmesini we ilkinji ekstremal ultramelewşe reňkli ýaňlanma görnüşli erkin elektron lazer doýgunlyk güýçlendirmesini gazandylar. Daşarky tohumsyz elektron lazerini gysga tolkun uzynlygyna has-da ösdürmek üçin, ylmy-barlag topary Şanhaýyň ýumşak rentgen şöhlesiz elektron lazer enjamy tarapyndan esasy shema hökmünde kabul edilen we prinsipleriň barlanmagyndan ýumşak rentgen zolagynda yşyk güýçlendirmesine çenli ähli prosesi tamamlady. Barlaglaryň netijeleri, däp bolan daşarky tohum görnüşli işleýän mehanizm bilen deňeşdirilende, bu mehanizmiň örän ajaýyp spektral häsiýetlere eýedigini görkezýär, bu bolsa barlagçylaryň ultra çalt rentgen impuls diagnostika tehnologiýasynyň garaşsyz işlenip düzülmegini (https://doi.org/10.1016/j.fmre.2022.01.027) kabul etmegi arkaly amala aşyryldy. Bu täze mehanizmiň impuls uzynlygyny dolandyrmakda we ultra çalt impuls döretmekde ýokary netijeliligi has-da tassyklanyldy. Degişli barlaglaryň netijeleri subnanometr zolagynda doly kogerent erkin elektron lazerlerini döretmek üçin mümkin bolan tehniki ýoly üpjün edýär we rentgen şöhleleriniň çyzykly däl optikasy we ultra çalt fiziki himiýa ugurlary üçin ideal gözleg gurallaryny üpjün eder.
Eho garmonik kaskad erkin elektron lazeri ajaýyp spektral öndürijilige eýedir: çepdäki surat adaty kaskad režimi, sagdaky surat bolsa eho garmonik kaskad režimi.
Rentgen impulsynyň uzynlygyny sazlamak we örän çalt impuls döretmek eho garmonik kaskady arkaly amala aşyrylyp bilner
Ýerleşdirilen wagty: 2023-nji ýylyň 8-nji oktýabry