上海物理研究所提出全新外種子自由電子激光運行機制中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所的研究人員,在長期開展高增益自由電子激光理論與實驗研究的基礎(chǔ)上,提出了一種全新的外種子自由電子激光運行機制。研究表明,這種新的運行模式通過有效地壓縮電子束團(tuán)的局部能散,有望在X射線波段實現(xiàn)全相干自由電子激光,從而為多個科學(xué)領(lǐng)域提供更為有效的研究手段,該項研究成果近日發(fā)表在《物理評論快報》(Phys. Rev. Lett 111, 084801, 2013)。 作為第四代先進(jìn)光源,國際上已經(jīng)建成的X射線自由電子激光縱向相干性較差,尚不能完全滿足用戶對全相干光脈沖的需求。為了改善輻射的縱向相干性,美國科學(xué)家先后提出了高增益高次諧波放大(HGHG)和回聲高次諧波放大(EEHG)兩種外種子自由電子激光原理。 目前,基于HGHG原理的意大利FERMI自由電子激光已經(jīng)開始向用戶提供極紫外波段的全相干脈沖,EEHG原理也先后在上海應(yīng)用物理研究所和美國SLAC的自由電子激光裝置上完成了實驗驗證。 然而,傳統(tǒng)外種子自由電子激光的諧波轉(zhuǎn)換效率受到電子束團(tuán)能散的限制,一般很難直接從商用外種子激光推進(jìn)到X射線波段。 科研人員提出的外種子自由電子激光新原理(Cooled-HGHG),采用具有橫向梯度磁場的波蕩器,將相對論電子的橫向和縱向運動進(jìn)行精確耦合,把電子束局部能散進(jìn)行有效控制壓縮,原理上克服了電子束能散的限制,從而大大提升了外種子自由電子激光的高次諧波轉(zhuǎn)換效率。該新機制為全相干X射線自由電子激光裝置的建設(shè)奠定了相關(guān)理論基礎(chǔ),并為相對論電子束的精確操控提供了一種全新的思路,在粒子加速器領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。 項研究得到了國家自然科學(xué)基金委、國家科技部"973"項目和中國科學(xué)院的資助支持,由中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所鄧海嘯博士和馮超博士合作完成。目前,研究人員正在積極開展后續(xù)研究,并期望在上海極紫外自由電子激光平臺(SDUV-FEL)上實施該新原理的演示實驗。 Cooled-HGHG機制電子束相空間演化過程示意圖:不同顏色代表不同能量電子, 可見在一個種子激光波長范圍內(nèi),中間部分電子束能散得到了壓縮。 Cooled-HGHG與兩種傳統(tǒng)外種子自由電子激光諧波轉(zhuǎn)換效率比較: Cooled-HGHG諧波轉(zhuǎn)換效率大約是EEHG的2倍,而遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于HGHG。 |
最新評論
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hhxxgg00 2013-08-28 09:28不錯啊啊啊啊
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xplone 2013-08-28 09:39慢慢來啊
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qwolf 2013-08-28 09:57支持 支持
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dragon1989 2013-08-28 11:18頂一個!
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hwen220 2013-08-28 11:34頂起來 雖然看不懂
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小飛 2013-08-28 11:40頂!。。。
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mraker 2013-08-28 11:52高新科技
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tassy 2013-08-28 12:12慢慢頂起來啊
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362194956 2013-08-28 12:25了解新科學(xué)。
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roger2010 2013-08-28 12:36了解最新科技動態(tài)