TW sehlopha sa attosecond X-ray pulse laser

TW sehlopha sa attosecond X-ray pulse laser
X-ray ea bobelilaser ea pulseka matla a phahameng le nako e khuts'oane ea pulse ke senotlolo sa ho fihlella spectroscopy ea ultrafast nonlinear le X-ray diffraction imaging. Sehlopha sa bafuputsi United States se ile sa sebelisa sekhahla sa mekhahlelo e 'meliLi-laser tsa elektronike tse sa lefelloeng tsa X-rayho hlahisa li-pulse tsa attosecond tse hlakileng. Ha ho bapisoa le litlaleho tse teng, ka karolelano matla a tlhōrō ea li-pulses a eketseha ka taelo ea boholo, matla a phahameng a tlhōrō ke 1.1 TW, 'me matla a bohareng a feta 100 μJ. Boithuto bona bo boetse bo fana ka bopaki bo matla ba boits'oaro ba superradiation bo kang soliton lebaleng la X-ray.Li-laser tse matla hahololi tsamaisitse libaka tse ngata tse ncha tsa lipatlisiso, ho kenyelletsa le fisiks ea maemo a holimo, spectroscopy ea attosecond, le laser particle accelerators. Har'a mefuta eohle ea lasers, X-rays e sebelisoa haholo tlhahlobong ea bongaka, ho lemoha mefokolo ea indasteri, tlhahlobo ea polokeho le lipatlisiso tsa mahlale. X-ray free-electron laser (XFEL) e ka eketsa tlhōrō ea matla a X-ray ka litaelo tse 'maloa tsa boholo ha li bapisoa le mekhoa e meng ea theknoloji ea X-ray, kahoo ea atolosa tšebeliso ea mahlaseli a X-ray tšimong ea spectroscopy e se nang moeli le e le' ngoe. setšoantšo sa phallo ea likaroloana moo ho hlokahalang matla a maholo. The attosecond ea morao-rao e atlehileng ea XFEL ke katleho e kholo ho saense le thekenoloji ea attosecond, ho eketsa matla a teng tlhōrōng ka liodara tse fetang tse tšeletseng tsa boholo ha li bapisoa le mehloli ea X-ray ea benchtop.

Li-laser tsa elektronike tsa mahalae ka fumana matla a ho otla ha pelo ka litaelo tse ngata tsa boholo bo phahameng ho feta boemo ba ho tsoa ka boithaopo ho sebelisa ho se tsitse ha sehlopha, ho bakoang ke tšebelisano e tsoelang pele ea lebala la mahlaseli ka lebaleng la elektrone le relativistic le oscillator ea makenete. Sebakeng se thata sa X-ray (hoo e ka bang 0.01 nm ho 0.1 nm wavelength), FEL e finyelloa ka mekhoa ea ho hatella li-bundle le post-saturation coning. Ka har'a mefuta e bonolo ea X-ray (e ka bang 0.1 nm ho isa ho 10 nm wavelength), FEL e kengoa ts'ebetsong ka thekenoloji ea "cascade fresh-slice". Haufinyane tjena, li-pulse tsa attosecond tse nang le matla a phahameng a 100 GW li tlalehiloe hore li hlahisoa ho sebelisoa mokhoa o ntlafalitsoeng oa "self-amplified spontaneous emission" (ESASE).

Sehlopha sa lipatlisiso se sebelisitse tsamaiso ea mekhahlelo e 'meli ea amplification e thehiloeng ho XFEL ho matlafatsa tlhahiso e bonolo ea X-ray attosecond pulse ho tloha linac coherent.mohloli o khanyangho ea boemong ba TW, taelo ea ntlafatso ea boholo ho feta liphetho tse tlalehiloeng. Ho hlophisoa ha liteko ho bontšoa ho Setšoantšo sa 1. Ho itšetlehile ka mokhoa oa ESASE, mochine oa photocathode emitter o fetotsoe ho fumana sefate sa elektronike se nang le sekhahla se phahameng sa hona joale, 'me se sebelisetsoa ho hlahisa li-pulses tsa attosecond X-ray. Pulse ea pele e fumaneha moeling o ka pele oa spike ea sefate sa elektronike, joalokaha ho bontšitsoe karolong e ka holimo e ka letsohong le letšehali ea Setšoantšo sa 1. Ha XFEL e fihla ho tlala, sefate sa elektronike se lieha ho amana le X-ray ka compressor ea magnetic. 'me joale pulse e sebelisana le sefate sa elektronike (selae se secha) se sa fetoloang ke ESASE modulation kapa FEL laser. Qetellong, sesebelisoa sa bobeli sa makenete se sebelisoa ho matlafatsa X-rays ka ho sebelisana ha li-pulses tsa attosecond le selae se secha.

FEIE. 1 Setšoantšo sa sesebelisoa sa liteko; Setšoantšo se bontša sebaka sa longitudinal phase (setšoantšo sa nako ea matla a elektronike, e tala), boemo ba hona joale (boputsoa), le mahlaseli a hlahisoang ke ho hōlisa ka lekhetlo la pele (pherese). XTCAV, X-band transverse cavity; cVMI, mokhoa oa ho etsa litšoantšo o potlakileng oa coaxial; FZP, Fresnel band plate plate spectrometer

Li-pulse tsohle tsa attosecond li hahiloe ho tsoa lerata, kahoo sekhahla se seng le se seng se na le thepa e fapaneng ea spectral le ea nako, eo bafuputsi ba e hlahlobileng ka botlalo. Mabapi le ponahalo, ba sebelisitse spectrometer ea Fresnel band plate ho lekanya ponahalo ea maqhubu a motho ka mong ka bolelele bo lekanang ba undulator, mme ba fumana hore pono ena e boloka maqhubu a boreleli le ka mor'a ho holisoa ha bobeli, ho bontša hore maqhubu a lula a sa fetohe. Sebakeng sa nako, fringe ea angular e lekantsoe 'me sebopeho sa maqhubu sa nako sa pulse se tšoauoa. Joalo ka ha ho bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 1, X-ray pulse e pota-potiloe ka circularly polarized infrared laser pulse. Li-photoelectrons tse entsoeng ka ionized ke X-ray pulse li tla hlahisa streaks ka lehlakoreng le fapaneng le matla a vector a laser ea infrared. Hobane sebaka sa motlakase sa laser se potoloha ka nako, kabo ea matla ea photoelectron e khethoa ke nako ea tlhahiso ea elektrone, 'me kamano pakeng tsa mokhoa oa angular oa nako ea ho ntša le ho ajoa ha matla a photoelectron e thehiloe. Kabo ea matla a photoelectron e lekanyetsoa ho sebelisoa spectrometer ea ho etsa 'mapa e potlakileng ea coaxial. Ho ipapisitsoe le liphetho tsa kabo le tsa pono, mofuta oa maqhubu a nako-domain oa attosecond pulses o ka etsoa bocha. Setšoantšo sa 2 (a) se bontša kabo ea nako ea pulse, e nang le bohareng ba 440 joalo ka. Qetellong, mochine oa ho hlahloba khase o ne o sebelisetsoa ho lekanya matla a pulse, 'me morero oa ho hasanya pakeng tsa matla a tlhōrō ea tlhōrō le nako ea nako ea sekhahla joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong sa 2 (b) se ne se baloa. Litlhophiso tsena tse tharo li lumellana le maemo a fapaneng a ho tsepamisa mohopolo oa elektrone, maemo a waver coning le maemo a ho lieha ha makenete. Litlhophiso tse tharo li fane ka matla a pulse a 150, 200, le 260 µJ, ka ho latellana, ka matla a phahameng a holimo a 1.1 TW.

Setšoantšo sa 2. (a) Histogram ea kabo ea bolelele ba halofo ea bolelele bo feletseng (FWHM) nako ea pulse; (b) Morero oa ho hasanya o tsamaellanang le matla a holimo le nako ea ho otla ha pelo

Ho phaella moo, thuto e ile ea boela ea hlokomela ka lekhetlo la pele ketsahalo ea "soliton-like superemission" sehlopheng sa X-ray, se hlahang e le ho khutsufatsa ha molumo o tsoelang pele nakong ea ho holisa. E bakoa ke tšebelisano e matla pakeng tsa lielektrone le mahlaseli, ka matla a fetisitsoeng ka potlako ho tloha ho elektronike ho ea hloohong ea X-ray pulse le ho khutlela ho elektronike ho tloha mohatleng oa sekhahla. Ka boithuto bo tebileng ba ketsahalo ena, ho lebelletsoe hore likhahla tsa X-ray tse nang le nako e khuts'oane le matla a phahameng a phahameng li ka phethahala ka ho atolosa ts'ebetso ea matlafatso ea mahlaseli a holimo le ho nka monyetla oa ho khutsufatsa ha molumo oa matla ka mokhoa o kang oa soliton.