Tw դասի Attosecond X-Ray Pulse լազեր
Attosecond ռենտգենPulse լազերԲարձր ուժով եւ կարճ զարկերակային տեւողությամբ `Ultrafast ոչ գծային սպեկտրոսկոպիայի եւ ռենտգենյան ցրման պատկերապատման հասնելու բանալին է: Միացյալ Նահանգներում հետազոտական խումբը օգտագործեց երկաստիճան կասկադՌենտգենյան անվճար էլեկտրոնի լազերներDisputeTosecond- ի աթոռի իմպուլսները: Գոյություն ունեցող զեկույցների համեմատ, իմպուլսների միջին գագաթնակետը մեծացել է մեծության կարգով, առավելագույն գագաթնակետը 1.1 շալ է, իսկ միջին էներգիան ավելի քան 100 μJ է: Ուսումնասիրությունը նաեւ ուժեղ ապացույցներ է տալիս ռենտգենյան դաշտում Soliton- ի նման գերտերությունների պահվածքի համար:Բարձր էներգիայի լազերներՔշել են հետազոտությունների շատ նոր ոլորտներ, ներառյալ բարձրորակ ֆիզիկայի, Attosecond սպեկտրոսկոպիա եւ լազերային մասնիկների արագացուցիչներ: Բոլոր տեսակի լազերների շարքում ռենտգենյան ճառագայթները լայնորեն օգտագործվում են բժշկական ախտորոշման, արդյունաբերական թերության հայտնաբերման, անվտանգության ստուգման եւ գիտական հետազոտությունների մեջ: Ռենտգենյան ազատ էլեկտրոնային լազերը (Xfel) կարող է մեծացնել ռենտգենյան ճառագայթների գագաթնակետը `ռենտգենյան մյուս այլ տեխնոլոգիաների համեմատ, այդպիսով երկարացնելով ռենտգենյան ճառագայթների կիրառումը ոչ գծային սպեկտրոսկոպիայի եւ մեկ մասնիկների դիֆրակցիայի դաշտում: Վերջին հաջողակ Attosecond Xfel- ը Attosecond գիտության եւ տեխնոլոգիայի հիմնական ձեռքբերումն է, ավելացնելով առկա գագաթնակետային հզորությունը մեծության ավելի քան վեց պատվերներով, համեմատության համար `ռենտգենյան ճառագայթների աղբյուրների համեմատ:
Անվճար էլեկտրոնային լազերներԿարող է զարկերակային էներգիան ձեռք բերել մեծության շատ ավելի բարձր մակարդակի, քան ինքնաբուխ արտանետման մակարդակը, օգտագործելով կոլեկտիվ անկայունություն, ինչը պայմանավորված է ճառագայթային դաշտի շարունակական փոխազդեցության միջոցով `հարաբերակցությամբ էլեկտրոնային ճառագայթում եւ մագնիսական տատանում: Կոշտ ռենտգենյան տիրույթում (մոտ 0,01 նմ-ից 0,1 նմ ալիքի ալիքի երկարություն), FEL- ին ձեռք է բերվում փաթեթային սեղմման եւ հետծննդյան կադրերի հետ կապված տեխնիկայով: Ռենտգենյան փափուկ միջակայքում (մոտ 0,1 նմ-ից 10 նմ ալիքի երկարություն), Fel- ն իրականացնում է Cascade Fresh-Slice տեխնոլոգիան: Վերջերս 100 GW- ի գագաթնակետային հզորությամբ աթոռի իմպուլսներ են ստեղծվել, որոնք ստեղծվել են, օգտագործելով ինքնաբացահայտված ինքնաբուխ արտանետման (ESASE) մեթոդ:
Հետազոտական խումբը օգտագործեց երկաստիճան ուժեղացման համակարգ, որը հիմնված է Xfel- ի վրա `երկարատեւ ռենտգեն ռենտգենով Attosecond Pulse- ի արդյունքը երկարացնելու համար Linac Coherent- իցԼույսի աղբյուրTw մակարդակի վրա, մեծության բարելավման կարգը հաղորդված արդյունքների մասին: Փորձարարական կարգավորումը ներկայացված է Նկար 1-ում: Եզրաբաշխության եղանակի հիման վրա Photocathode Emitter- ը մոդուլավորված է էլեկտրոնի ճառագայթը բարձր ներկայիս բծախնդրությամբ ստանալու համար: Նախնական զարկերակը տեղակայված է էլեկտրոնի ճառագայթների բծախնդրության առջեւի եզրին, ինչպես ցույց է տրված Գծապատկեր 1-ի վերին ձախ անկյունում: Վերջապես, երկրորդ մագնիսական հատակը օգտագործվում է ռենտգենյան ճառագայթների հետագա ավելացման համար `թարմ կտորով աթոռի իմպուլսների փոխազդեցության միջոցով:
Նկ. 1 փորձարարական սարք դիագրամ; Պատկերազարդումը ցույց է տալիս երկայնական փուլի տարածությունը (էլեկտրոնի ժամանակային էներգիայի դիագրամը, կանաչ) եւ առաջին կարգի ուժեղացումով արտադրված ճառագայթահարումը (մանուշակագույն): Xtcav, X-Band- ի լայնակի խոռոչ; CVMI, Coaxial արագ քարտեզագրման պատկերապատման համակարգ; FZP, Fresnel Band Plate Spectrometer
Բոլոր աթոռի իմպուլսները կառուցված են աղմուկից, այնպես որ յուրաքանչյուր զարկերակ ունի տարբեր սպեկտրալ եւ տիրապետող հատկություններ, որոնք հետազոտողները ավելի մանրամասն ուսումնասիրել են: Սպեկտրի առումով նրանք օգտագործում էին Fresnel Band ափսեի սպեկտրոմետր `տարբեր համարժեք չեղյալ համարժեք երկարությամբ չափելու համար անհատական իմպուլսների սպեկտրը եւ պարզեցին, որ իմպուլսները մնում են անիմոդ: Ժամանակի տիրույթում անկյունային ծայրը չափվում է, եւ բնութագրվում է զարկերակի ժամանակի տիրույթի ալիքը: Ինչպես ցույց է տրված Նկար 1-ում, ռենտգենյան զարկերակը համընկնվում է շրջանաձեւ բեւեռացված ինֆրակարմիր լազերային զարկերակի հետ: Ռենտեկտորային ռենտոքսերի ֆոտոէլեկտրոնային լուսանկարները կստեղծեն շերտեր, ինֆրակարմիր լազերի վեկտոր ներուժի հակառակ ուղղությամբ: Քանի որ լազերային էլեկտրական դաշտը ժամանակի հետ պտտվում է, ֆոտոէլեկտրոնի թափի բաշխումը որոշվում է էլեկտրոնային արտանետման ժամանակ, եւ ստեղծվում է արտանետման ժամանակի անկյունային ռեժիմի եւ ֆոտոէլեկտրի թափի բաշխման միջեւ փոխհարաբերությունները: Photoelectron- ի թափի բաշխումը չափվում է `օգտագործելով Coaxial Fast Mapsing Imaging Spectrometer- ը: Բաշխման եւ սպեկտրալ արդյունքների հիման վրա կարող է վերակառուցվել Attosecond իմպուլսների ժամանակային դոմեյնը: Գծապատկեր 2 (ա) ցույց է տալիս զարկերակային տեւողության բաշխումը, 440-ի միջնորդությամբ: Վերջապես, գազի մոնիտորինգի դետեկտորը օգտագործվել է զարկերակային էներգիան չափելու համար, եւ գագաթնակետային զարկերակային էներգիայի եւ զարկերակի տեւողության միջեւ ընկած սյուժեն հաշվարկվել է: Երեք կազմաձեւերը համապատասխանում են էլեկտրոնային ճառագայթների կենտրոնացման տարբեր պայմաններին, վարելով կադրերի պայմաններ եւ մագնիսական կոմպրեսորի հետաձգման պայմաններ: Երեք կազմաձեւերը համապատասխանաբար զարկերակային էներգիա են տվել 150, 200 եւ 260 μJ, առավելագույն պիկ հզորությամբ 1.1 շվանիքի:
Գծապատկեր 2. ա) կիսակառույցի ամբողջական լայնության (FWHM) տեւողությամբ կիսագնդի բաշխում (բ) ցրվում է գագաթնակետին եւ զարկերակային տեւողությանը համապատասխանող սյուժե
Բացի այդ, ուսումնասիրությունը առաջին անգամ նկատեց ռենտգենյան խմբում Soliton- ի նման գերտերության երեւույթը, որը ուժեղացման ընթացքում հայտնվում է որպես շարունակական զարկերակ: Դա պայմանավորված է էլեկտրոնների եւ ճառագայթահարման ուժեղ փոխազդեցության միջոցով, որն արագորեն էլեկտրոնից արագ փոխանցվեց ռենտգենյան զարկերակի գլխին եւ զարկերակի պոչից վերադառնա էլեկտրոնը: Այս երեւույթի խորքային ուսումնասիրության միջոցով ակնկալվում է, որ ռենտգենյան իմպուլսները ավելի կարճ տեւողությամբ եւ բարձր գագաթնակետով կարող են իրականացվել, երկարացնելով գերադասելիության ուժեղացման գործընթացը եւ օգտվելով սոլիտոնի նման ռեժիմով զարկերակային կրճատմամբ:
Փոստի ժամանակը, մայիսի -7-2024