د TW ټولګي attosecond X-ray نبض لیزر
Attosecond X-rayد نبض لیزرد لوړ ځواک سره او د نبض لنډ وخت د الټرا فاسټ غیر خطي سپیکٹروسکوپي او د ایکس رے ډیفریکشن امیجنگ ترلاسه کولو کلیدي دي. په متحده ایالاتو کې د څیړنې ټیم د دوه مرحلو یوه کاسکیډ کارولېد ایکس رے وړیا بریښنایی لیزرونهد مجرد attosecond نبض تولید لپاره. د موجوده راپورونو سره پرتله کول، د نبض اوسط لوړ ځواک د اندازې په ترتیب سره لوړ شوی، د اعظمي لوړ ځواک ځواک 1.1 TW دی، او منځنۍ انرژي له 100 μJ څخه زیاته ده. څیړنه د ایکس رے په ساحه کې د سولیټون په څیر د سپریډیشن چلند لپاره قوي شواهد هم وړاندې کوي.د لوړ انرژي لیزرونهد څیړنې ډیری نوي ساحې پرمخ وړي ، پشمول د لوړې ساحې فزیک ، اټوسیکنډ سپیکٹروسکوپي ، او لیزر ذرې سرعت کونکي. د هر ډول لیزرونو په مینځ کې ، ایکس رے په پراخه کچه په طبي تشخیص ، صنعتي نیمګړتیاو کشف ، خوندیتوب معاینه او ساینسي څیړنو کې کارول کیږي. د ایکس رے وړیا الیکترون لیزر (XFEL) کولی شي د ایکس رے پیکر ځواک د نورو ایکس رے تولید ټیکنالوژیو په پرتله په څو ترتیبونو کې لوړ کړي ، په دې توګه د غیر خطي سپیکٹروسکوپي ساحې ته د ایکس شعاعو غوښتنلیک غزوي. د ذرې توپیر امیجنگ چیرې چې لوړ ځواک ته اړتیا وي. وروستی بریالی اټوسیکنډ ایکس ایف ای ایل د اټوسیکنډ ساینس او ټیکنالوژۍ کې یوه لویه لاسته راوړنه ده ، د بینچ ټاپ ایکس رے سرچینو په پرتله د شپږ آرډرونو شدت سره د موجود لوړ ځواک زیاتوالی.
وړیا الکترون لیزرونهکولی شي د نبض انرژي د ډله ایز بې ثباتۍ په کارولو سره د ناڅاپي اخراج له کچې څخه د لوړ شدت ډیری امرونه ترلاسه کړي، کوم چې د نسباتي الکترون بیم او مقناطیسي oscillator کې د وړانګو ساحې د دوامداره تعامل له امله رامینځته کیږي. د سخت ایکس رے رینج کې (شاوخوا 0.01 nm څخه تر 0.1 nm طول موج) ، FEL د بنډل کمپریشن او د سنتریت وروسته کانینګ تخنیکونو لخوا ترلاسه کیږي. د نرم ایکس رې رینج کې (شاوخوا 0.1 nm څخه تر 10 nm طول موج) ، FEL د کاسکیډ تازه ټوټې ټیکنالوژۍ لخوا پلي کیږي. په دې وروستیو کې، د 100 ګیګا واټ لوړ ځواک سره د اتوسیکنډ نبض راپور شوي چې د لوړ شوي خود-امپلیفایډ غیر معمولي اخراج (ESASE) میتود په کارولو سره تولید شوي.
د څیړنې ټیم د XFEL پر بنسټ د دوه مرحلې امپلیفیکیشن سیسټم کارولی ترڅو د لینیک همغږي څخه د نرم ایکس رے اټوسیکنډ نبض تولید پراخه کړي.د رڼا سرچینهد TW کچې ته، د راپور شوي پایلو په پرتله د شدت د ښه والي امر. تجربوي ترتیب په 1 شکل کې ښودل شوی. د ESASE میتود پراساس، د فوټوکاتوډ ایمیټر د لوړ اوسني سپیک سره د الکترون بیم ترلاسه کولو لپاره ماډل شوی ، او د اټوسیکنډ ایکس رے نبضونو رامینځته کولو لپاره کارول کیږي. ابتدايي نبض د الکترون بیم د سپیک په مخکینۍ څنډه کې موقعیت لري، لکه څنګه چې د 1 شکل په پورتنۍ کیڼ کونج کې ښودل شوي. کله چې XFEL سنتریت ته ورسیږي، د الکترون بیم د مقناطیسي کمپرسور په واسطه د ایکس رې په پرتله ځنډول کیږي، او بیا نبض د الکترون بیم (تازه ټوټه) سره تعامل کوي کوم چې د ESASE انډول یا FEL لیزر لخوا نه بدل شوی. په نهایت کې ، دوهم مقناطیسي انډولټر د تازه ټوټې سره د اټوسیکنډ نبض د تعامل له لارې د ایکس شعاعو د لا پراخولو لپاره کارول کیږي.
انځر. 1 د تجربوي وسیلې ډیاګرام؛ انځور د اوږدمهاله مرحلې ځای ښیي (د بریښنایی وخت انرژي ډیاګرام، شنه)، اوسنی پروفایل (نیلي)، او وړانګې چې د لومړي ترتیب امپلیفیکیشن (ارغواني) لخوا تولید شوي. XTCAV، X-band transverse cavity؛ cVMI، د کواکسیل چټک نقشه کولو امیجنگ سیسټم؛ FZP، Fresnel بانډ پلیټ سپیکٹرومیټر
ټول اټوسیکنډ نبضونه د شور څخه جوړ شوي، نو هر نبض مختلف طیف او د وخت ډومین ځانګړتیاوې لري، کوم چې څیړونکو په ډیر تفصیل سره وپلټل. د سپیکٹرا په شرایطو کې، دوی د فریسنیل بانډ پلیټ سپیکٹرومیټر څخه کار اخیستی ترڅو د انفرادي نبضونو سپیکٹرا په مختلف مساوي انډولیټر اوږدوالي کې اندازه کړي، او وموندله چې دا سپیکٹرا حتی د ثانوي لوړولو وروسته هم اسانه څپې ساتلي، دا په ګوته کوي چې نبضونه یوډول پاتې دي. د وخت په ډومین کې، زاویه فرنګ اندازه کیږي او د نبض د وخت ډومین څپې مشخص کیږي. لکه څنګه چې په 1 شکل کې ښودل شوي، د ایکس رے نبض د ګردي قطبي انفراریډ لیزر نبض سره پوښل شوی. د ایکس رے نبض لخوا ایونیز شوي فوټو الیکټران به د انفراریډ لیزر د ویکتور پوټینشن په مقابل کې سټریکس تولید کړي. ځکه چې د لیزر بریښنایی ساحه د وخت په تیریدو سره گردش کوي، د فوتو الیکټرون د حرکت توزیع د الکترون د اخراج د وخت په واسطه ټاکل کیږي، او د اخراج وخت د زاویې حالت او د فوتو الیکټرون د حرکت د ویش ترمنځ اړیکه رامینځته کیږي. د فوټو الیکترون حرکت توزیع د کواکسیل فاسټ میپینګ امیجنګ سپیکٹرومیټر په کارولو سره اندازه کیږي. د توزیع او سپیکٹرل پایلو پراساس ، د اټوسیکنډ نبض د وخت ډومین څپې بیا رغول کیدی شي. شکل 2 (a) د نبض د مودې ویش ښیي، د منځني 440 په توګه. په نهایت کې، د ګاز د څارنې کشف کونکی د نبض د انرژی اندازه کولو لپاره کارول شوی و، او د لوړ نبض ځواک او د نبض دوره تر مینځ د توزیع پلاټ لکه څنګه چې په 2 (b) شکل کې ښودل شوي محاسبه شوي. درې تشکیلات د مختلف الکترون بیم تمرکز شرایطو سره مطابقت لري ، د ویور کنینګ شرایط او د مقناطیسي کمپرسور ځنډ شرایط. درې ترتیبونه په ترتیب سره د 150، 200، او 260 µJ اوسط نبض انرژي تولیدوي، د اعظمي لوړ ځواک 1.1 TW سره.
شکل 2. (a) د توزیع هسټوګرام د نیم لوړوالی بشپړ پلنوالی (FWHM) نبض موده؛ (b) د توزیع پلاټ د لوړ ځواک او نبض دورې سره مطابقت لري
برسېره پر دې، مطالعې د لومړي ځل لپاره د ایکس رے بانډ کې د سولیټون په څیر د سوپر ایمیشن پدیده هم ولیدله، کوم چې د لوړولو په وخت کې د دوامداره نبض لنډولو په توګه ښکاري. دا د الکترونونو او وړانګو تر مینځ د قوي تعامل له امله رامینځته کیږي ، انرژي په چټکۍ سره له الکترون څخه د ایکس رې نبض سر ته او بیرته د نبض له پای څخه الکترون ته لیږدول کیږي. د دې پدیدې د ژورې مطالعې له لارې، تمه کیږي چې د ایکس رے نبضونه د لنډې مودې او لوړ لوړ ځواک سره د سوپر ریډیشن امپلیفیکیشن پروسې غزولو او د سولیټون په څیر حالت کې د نبض لنډولو څخه ګټه پورته کولو سره نور احساس شي.
د پوسټ وخت: می-27-2024