Çin Elmlər Akademiyasının Sərbəst elektron Lazer qrupu tam koherent sərbəst elektron lazerlərinin tədqiqatında irəliləyiş əldə edib. Şanxay Yumşaq Rentgen Şüalı Sərbəst Elektron Lazer Müəssisəsinə əsaslanaraq, Çin tərəfindən təklif edilən yeni əks-harmonik kaskad sərbəst elektron lazer mexanizmi uğurla sınaqdan keçirilib və əla performansa malik yumşaq rentgen koherent şüalanması əldə edilib. Bu yaxınlarda nəticələr Optica jurnalında "Exo ilə təchiz olunmuş harmonik kaskad sərbəst elektron lazerlərindən koherent və ultra qısa yumşaq rentgen impulsları" adı altında dərc edilib.
Rentgen şüasız elektron lazeri dünyanın ən qabaqcıl işıq mənbələrindən biridir. Hazırda beynəlxalq rentgen şüasız elektron lazerlərinin əksəriyyəti öz-özünə gücləndirən spontan emissiya mexanizminə (SASE) əsaslanır, SASE çox yüksək pik parlaqlığa və femto səviyyəli ultra qısa impuls genişliyinə və digər əla performansa malikdir, lakin SASE səs-küylə vibrasiya edir, onun şüalanma impulsunun koherentliyi və sabitliyi yüksək deyil, rentgen zolağı "lazeri" deyil. Beynəlxalq sərbəst elektron lazer sahəsində ən vacib inkişaf istiqamətlərindən biri ənənəvi lazer keyfiyyəti ilə tam koherent rentgen şüalanması yaratmaqdır və vacib yol xarici toxumsuz elektron lazer işləmə mexanizmindən istifadə etməkdir. Xarici toxumsuz elektron lazerinin şüalanması toxum lazerinin xüsusiyyətlərini miras alır və tam koherentlik, faza nəzarəti və xarici nasos lazeri ilə dəqiq sinxronizasiya kimi əla xüsusiyyətlərə malikdir. Lakin, toxum lazerinin dalğa uzunluğu və impuls eninin məhdudluğu səbəbindən xarici toxumsuz elektron lazerinin qısa dalğa uzunluğu əhatə dairəsi və impuls uzunluğu tənzimləmə diapazonu məhduddur. Xarici toxumsuz elektron lazerinin qısa dalğa uzunluğu əhatə dairəsini daha da genişləndirmək üçün son illərdə dünyada əks-harmonik generasiya kimi yeni sərbəst elektron lazer iş rejimləri intensiv şəkildə inkişaf etdirilir.
Xarici toxumsuz elektron lazeri, Çində yüksək qazanclı sərbəst elektron lazerinin inkişaf etdirilməsinin əsas texniki yollarından biridir. Hazırda Çində dörd yüksək qazanclı sərbəst elektron lazer cihazının hamısı xarici toxum işləmə rejimini qəbul edib. Şanxay Dərin Ultrabənövşəyi Sərbəst Elektron Lazer Qurğusu və Şanxay Yumşaq Rentgen Şüalı Sərbəst Elektron Lazer Qurğusuna əsaslanaraq, alimlər ardıcıl olaraq ilk beynəlxalq əks-səda tipli sərbəst elektron lazer işığının gücləndirilməsinə və ilk ekstremal ultrabənövşəyi əks-səda tipli sərbəst elektron lazer doyma gücləndirilməsinə nail olublar. Xarici toxumsuz elektron lazerini qısa dalğa uzunluğuna daha da təşviq etmək üçün tədqiqat qrupu müstəqil olaraq əks-səda harmonik kaskadlı tam koherent sərbəst elektron lazerin yeni mexanizmini təklif etdi və bu mexanizm Şanxay Yumşaq Rentgen Sərbəst Elektron Lazer cihazı tərəfindən əsas sxem kimi qəbul edildi və prinsip yoxlamasından yumşaq rentgen zolağında işığın gücləndirilməsinə qədər bütün prosesi tamamladı. Tədqiqat nəticələri göstərir ki, ənənəvi xarici toxum tipli işləmə mexanizmi ilə müqayisədə bu mexanizm çox əla spektral xüsusiyyətlərə malikdir və tədqiqatçıların ultrasürətli rentgen impuls diaqnozu texnologiyasının müstəqil inkişafı (https://doi.org/10.1016/j.fmre.2022.01.027) vasitəsilə bu yeni mexanizmin impuls uzunluğunun idarə olunmasında və ultrasürətli impuls generasiyasında üstün performansı daha da təsdiqlənir. Müvafiq tədqiqat nəticələri subnanometr diapazonunda tam koherent sərbəst elektron lazerlərinin generasiyası üçün mümkün texniki yol təqdim edir və rentgen qeyri-xətti optika və ultrasürətli fiziki kimya sahələri üçün ideal tədqiqat vasitəsi təmin edəcəkdir.
Exo harmonik kaskad sərbəst elektron lazeri əla spektral performansa malikdir: soldakı şəkil ənənəvi kaskad rejimi, sağdakı şəkil isə exo harmonik kaskad rejimidir.
Rentgen impuls uzunluğunun tənzimlənməsi və ultra sürətli impuls generasiyası əks-harmonik kaskad vasitəsilə həyata keçirilə bilər
Yazı vaxtı: 08 Oktyabr 2023