Lesetara ea pulse ea X-ray ea sehlopha sa TW attosecond

Lesetara ea pulse ea X-ray ea sehlopha sa TW attosecond
X-ray ea Attosecondlaser ea ho otla ha peloKa matla a phahameng le nako e kgutshwane ya ho otla ha pelo ke senotlolo sa ho fihlella spectroscopy e sa tsamayeng ka lebelo le phahameng le setshwantsho sa diffraction sa X-ray. Sehlopha sa bafuputsi United States se sebedisitse letoto la mekhahlelo e mmedi.Li-laser tsa elektronike tse se nang X-rayho hlahisa di-pulse tsa attosecond tse arohaneng. Ha ho bapiswa le ditlaleho tse seng di ntse di le teng, matla a mahareng a tlhoro ya di-pulse a eketswa ka tatellano ya boholo, matla a phahameng ka ho fetisisa a tlhoro ke 1.1 TW, mme matla a mahareng a feta 100 μJ. Phuputso ena e boetse e fana ka bopaki bo matla ba boitshwaro ba mahlaseli a kang a soliton tshimong ya X-ray.Li-laser tse nang le matla a phahamengba tsamaisitse libaka tse ngata tse ncha tsa lipatlisiso, ho kenyeletsoa le fisiks ea tšimo e phahameng, attosecond spectroscopy, le li-accelerator tsa likaroloana tsa laser. Har'a mefuta eohle ea laser, mahlaseli a X a sebelisoa haholo ho hlahlobeng bongaka, ho lemoha liphoso tsa indasteri, tlhahlobo ea polokeho le lipatlisiso tsa saense. Laser ea X-ray free-electron (XFEL) e ka eketsa matla a X-ray a holimo ka litaelo tse 'maloa tsa boholo ha e bapisoa le mahlale a mang a tlhahiso ea X-ray, kahoo e atolosa ts'ebeliso ea mahlaseli a X tšimong ea spectroscopy e seng ea linear le setšoantšo sa diffraction ea likaroloana tse le 'ngoe moo ho hlokahalang matla a phahameng. XFEL e atlehileng ea morao tjena ea attosecond ke katleho e kholo saenseng le theknolojing ea attosecond, e eketsa matla a tlhōrō a fumanehang ka litaelo tse fetang tse tšeletseng tsa boholo ha e bapisoa le mehloli ea X-ray ea benchtop.

Li-laser tsa elektronike tsa mahalae ka fumana matla a pulse a ditaelo tse ngata tse phahameng ho feta boemo ba ho ntsha ha motlakase ka ho sebedisa ho se tsitse ha mmoho, ho bakwang ke tshebedisano e tswelang pele ya tshimo ya mahlaseli ka hara radial ya dieleketerone tse relativistic le oscillator ya makenete. Sebakeng se thata sa X-ray (hoo e ka bang bolelele ba 0.01 nm ho isa ho 0.1 nm), FEL e fihlellwa ka ho hatella ha di-bundle le mekgwa ya ho kopanya ka mora ho tlala. Sebakeng se bonolo sa X-ray (hoo e ka bang bolelele ba 0.1 nm ho isa ho 10 nm), FEL e kenngwa tshebetsong ke theknoloji ya cascade fresh-slice. Haufinyane tjena, di-pulse tsa attosecond tse nang le matla a tlhoro a 100 GW di tlalehilwe hore di hlahiswa ho sebediswa mokgwa wa enhanced self-amplified spontaneous emission (ESASE).

Sehlopha sa bafuputsi se sebelisitse sistimi ea ho holisa ea mekhahlelo e 'meli e thehiloeng ho XFEL ho eketsa tlhahiso e bonolo ea X-ray attosecond pulse ho tsoa ho linac coherent.mohloli oa leseliho ea boemong ba TW, tatellano ea ntlafatso ea boholo ho feta liphetho tse tlalehiloeng. Setaele sa liteko se bontšoa ho Setšoantšo sa 1. Ho latela mokhoa oa ESASE, photocathode emitter e fetoloa ho fumana khanya ea elektrone e nang le spike e phahameng ea hona joale, 'me e sebelisoa ho hlahisa li-pulse tsa X-ray tsa attosecond. Khatello ea pele e fumaneha moeling o ka pele oa spike ea khanya ea elektrone, joalo ka ha ho bontšitsoe sekhutlong se ka holimo se letšehali sa Setšoantšo sa 1. Ha XFEL e fihla ho saturation, khanya ea elektrone e lieha ha e bapisoa le X-ray ke compressor ea makenete, ebe khatello e sebelisana le khanya ea elektrone (sekhechana se secha) se sa fetoloang ke modulation ea ESASE kapa laser ea FEL. Qetellong, undulator ea bobeli ea makenete e sebelisoa ho eketsa mahlaseli a X ka ho sebelisana ha li-pulse tsa attosecond le sekhechana se secha.

Setšoantšo sa 1. Setšoantšo sa sesebelisoa sa liteko; Setšoantšo se bontša sebaka sa mokhahlelo oa bolelele bo bolelele (setšoantšo sa nako-matla sa elektrone, se setala), boemo ba hona joale (boputsoa), le mahlaseli a hlahisoang ke keketseho ea taelo ea pele (pherese). XTCAV, cavity e parolang ea sehlopha sa X; cVMI, sistimi ea ho etsa litšoantšo tsa coaxial e potlakileng; FZP, Fresnel band plate spectrometer

Li-pulse tsohle tsa attosecond li hahiloe ka lerata, kahoo pulse ka 'ngoe e na le litšobotsi tse fapaneng tsa spectral le time-domain, tseo bafuputsi ba li hlahlobileng ka botlalo. Mabapi le li-spectra, ba sebelisitse Fresnel band plate spectrometer ho lekanya li-spectra tsa li-pulse ka bonngoe ka bolelele bo fapaneng ba undulator, 'me ba fumane hore li-spectra tsena li bolokile maqhubu a boreleli esita le ka mor'a ho amplification ea bobeli, ho bontša hore li-pulse li ile tsa lula li le modal. Sebakeng sa nako, fringe ea angular e lekanngoa 'me sebopeho sa waveform ea sebaka sa nako sa pulse se khetholloa. Joalokaha ho bontšitsoe ho Setšoantšo sa 1, pulse ea X-ray e hokahane le pulse ea laser ea infrared e chitja e nang le polarized. Li-photoelectron tse ionisitsoeng ke pulse ea X-ray li tla hlahisa mela ka lehlakoreng le fapaneng le matla a vector a laser ea infrared. Hobane tšimo ea motlakase ea laser e potoloha ha nako e ntse e ea, kabo ea momentum ea photoelectron e khethoa ke nako ea ho ntša li-electron, 'me kamano pakeng tsa mokhoa oa angular oa nako ea ho ntša le kabo ea momentum ea photoelectron e thehiloe. Kabo ea momentum ea photoelectron e lekanngoa ho sebelisoa spectrometer ea coaxial fast mapping imaging. Ho latela liphetho tsa kabo le spectral, sebopeho sa wave-domain sa nako ea li-pulse tsa attosecond se ka hahuoa bocha. Setšoantšo sa 2 (a) se bontša kabo ea nako ea pulse, ka karolelano ea 440 as. Qetellong, sesebelisoa sa ho lemoha khase se ile sa sebelisoa ho lekanya matla a pulse, 'me polanete ea scatter pakeng tsa matla a pulse a peak le nako ea pulse joalo ka ha ho bontšitsoe Setšoantšong sa 2 (b) e baliloe. Litlhophiso tse tharo li tsamaellana le maemo a fapaneng a ho tsepamisa maikutlo a electron beam, maemo a wave coning le maemo a ho lieha ha compressor ea makenete. Litlhophiso tse tharo li hlahisitse matla a pulse a karolelano a 150, 200, le 260 µJ, ka ho latellana, ka matla a phahameng a peak a 1.1 TW.

Setšoantšo sa 2. (a) Histogram ea kabo ea bolelele ba halofo ea bolelele Bophara bo felletseng (FWHM) Nako ea ho otla ha pelo; (b) Pale ea ho hasanya e tsamaellanang le matla a tlhoro le nako ea ho otla ha pelo

Ho phaella moo, phuputso ena e boetse e bone ka lekhetlo la pele ketsahalo ea superemission e kang soliton sehlopheng sa X-ray, e hlahang e le khutsufatso e tsoelang pele ea pulse nakong ea amplification. E bakoa ke tšebelisano e matla pakeng tsa lielektrone le mahlaseli, ka matla a fetisetsoang ka potlako ho tloha ho elektrone ho ea hloohong ea pulse ea X-ray le ho khutlela ho elektrone ho tloha mohatleng oa pulse. Ka ho ithuta ka botebo ketsahalo ena, ho lebeletsoe hore li-pulse tsa X-ray tse nang le nako e khuts'oane le matla a phahameng a tlhōrō li ka phethahala haholoanyane ka ho atolosa ts'ebetso ea amplification ea superradiation le ho sebelisa monyetla oa ho khutsufatsa pulse ka mokhoa o kang oa soliton.