近日,德國柏林馬克斯普朗克學會的弗里茨哈伯研究所(FHI)實現了一個技術里程碑——紅外自由電子激光器首次在雙色模式下運行。
此項全球領先的技術創新,使得同步雙色激光脈沖實驗成為可能,并為研究固體和分子的時間過程等應用開辟了新的可能性。
目前,全世界范圍內大約有十多種自由電子激光器,這些激光器在尺寸(從幾米到幾公里)、波長范圍(從微波到硬X射線)和成本(從數百萬到超過10億)方面差異很大。
然而,它們擁有一個共同的特點:都會產生強烈而短的輻射脈沖。
近幾十年來,自由電子激光器已成為重要的輻射源,在基礎研究和應用科學中得到了廣泛的應用。
據悉,弗里茨哈伯研究所(FHI)的研究人員與美國的合作伙伴共同開發了一種新方法,該方法能夠同時產生兩種不同顏色的紅外脈沖。
這一技術的實現過程精妙絕倫:在自由電子束流中,電子束首先經過電子加速器的加速,達到接近光速的極高動能。
隨后,這些高速電子通過波動器,在周期性極性變化的強磁場作用下,被迫進入一個類似回旋的路徑。
電子的振蕩作用導致了電磁輻射的發射,而輻射的波長可以通過調整電子能量或磁場強度來進行精確控制。
正因如此,自由電子激光器(FELs)能夠在電磁頻譜的幾乎所有部分產生類似激光的輻射,覆蓋從長太赫茲到短X射線波長的廣闊范圍。
自2012年以來,FHI的FEL一直在穩定運行,產生強烈的脈沖輻射,其波長在中紅外(MIR)范圍內連續可調,范圍從2.8微米至50微米。
近年來,FHI的科學家和工程師致力于雙色擴展的研究,成功安裝了第二個FEL分支,以產生波長在5-170微米之間的遠紅外(FIR)輻射。
這一創新不僅拓展了FEL的應用范圍,也為其在科學研究領域的發展開辟了新的道路。
審核編輯:劉清
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原文標題:全球首次!紅外自由電子激光器首次在雙色模式下運行
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