مڪمل طور تي مربوط مفت اليڪٽران ليزر جي مطالعي ۾ پيش رفت ڪئي وئي آهي

چيني اڪيڊمي آف سائنسز جي مفت اليڪٽران ليزر ٽيم مڪمل طور تي مربوط مفت اليڪٽران ليزر جي تحقيق ۾ پيش رفت ڪئي آهي. شنگھائي نرم ايڪس ري مفت اليڪٽران ليزر جي سهولت جي بنياد تي، چين پاران تجويز ڪيل گونج هارمونڪ ڪاسڪيڊ فري اليڪٽران ليزر جي نئين ميڪانيزم جي ڪاميابي سان تصديق ڪئي وئي آهي، ۽ بهترين ڪارڪردگي سان نرم ايڪس ري هموار تابڪاري حاصل ڪئي وئي آهي. تازو، نتيجا شايع ٿيا Optica ۾ عنوان هيٺ Coherent and ultra-short soft X-ray pulses from echo-enabled harmonic cascade free electron lasers.

ايڪس ري مفت اليڪٽران ليزر دنيا ۾ سڀ کان وڌيڪ ترقي يافته روشني ذريعن مان هڪ آهي. هن وقت، اڪثر بين الاقوامي ايڪس-ري مفت اليڪٽران ليزر سيلف ايمپليفائينگ اسپونٽينيئس ايميشن ميڪانيزم (SASE) تي ٻڌل آهن، SASE وٽ تمام گهڻي چوٽي جي چمڪ آهي ۽ فيمٽو ليول الٽرا شارٽ پلس ويڊٿ ۽ ٻيون شاندار ڪارڪردگي آهي، پر SASE وائبريشن شور جي ڪري، ان جي تابڪاري نبض جي مطابقت ۽ استحڪام وڌيڪ نه آهي، ايڪس ري بينڊ "ليزر" ناهي. بين الاقوامي مفت اليڪٽران ليزر جي ميدان ۾ سڀ کان اهم ترقي جي هدايتن مان هڪ آهي مڪمل طور تي هموار ايڪس ري تابڪاري کي روايتي ليزر جي معيار سان پيدا ڪرڻ، ۽ اهم طريقو اهو آهي ته ٻاهرين ٻج مفت اليڪٽران ليزر آپريٽنگ ميڪانيزم کي استعمال ڪرڻ. خارجي ٻج جي آزاد اليڪٽران ليزر جي تابڪاري ٻج ليزر جي خاصيتن کي ورثي ۾ ملي ٿي، ۽ شاندار خاصيتون آهن جهڙوڪ مڪمل هم آهنگي، فيز ڪنٽرول ۽ خارجي پمپ ليزر سان صحيح هم وقت سازي. جڏهن ته، ٻج جي ليزر جي موج جي ڊيگهه ۽ نبض جي چوٽي جي حد جي ڪري، ٻاهرئين ٻج جي آزاد اليڪٽران ليزر جي مختصر موج جي ڪوريج ۽ نبض جي ڊيگهه جي ترتيب جي حد تائين محدود آهي. بيروني سيڊ فري اليڪٽران ليزر جي مختصر ويڪرائيز ڪوريج کي وڌيڪ وڌائڻ لاءِ، نئون مفت اليڪٽران ليزر آپريٽنگ موڊس جيئن ته ايڪو هارمونڪ جنريشن دنيا ۾ تازن سالن ۾ تيزي سان ترقي ڪري رهيا آهن.

بيروني ٻج آزاد اليڪٽران ليزر چين ۾ اعلي حاصل آزاد اليڪٽران ليزر ترقي ڪرڻ لاء مکيه فني رستن مان هڪ آهي. هن وقت، چين ۾ سڀ چار اعلي حاصل مفت اليڪٽران ليزر ڊوائيسز ٻاهرئين ٻج آپريشن موڊ اختيار ڪيو آهي. شنگھائي ڊيپ الٽرا وائلٽ فري اليڪٽران ليزر جي سهولت ۽ شنگھائي نرم ايڪسري فري اليڪٽران ليزر جي سهولت جي بنياد تي، سائنسدانن ڪاميابيءَ سان پھرين انٽرنيشنل ايڪو ٽائپ فري اليڪٽران ليزر لائٽ ايمپليفڪيشن ۽ پھريون انتهائي الٽراوائلٽ ايڪو ٽائيپ فري اليڪٽران ليزر سيچريشن ايمپليفڪيشن حاصل ڪيو آھي. ٻاھرين سيڊ فري اليڪٽران ليزر کي شارٽ وول لينٿ تائين اڳتي وڌائڻ لاءِ، ريسرچ ٽيم آزاديءَ سان ھڪ نئون ميکانيزم تجويز ڪيو، جنھن کي شنگھائي نرم ايڪس ري فري اليڪٽران ليزر ڊيوائس جي طور تي اختيار ڪيو ويو، جنھن کي گونج هارمونڪ ڪاسڪيڊ سان مڪمل طور تي مربوط آزاد اليڪٽران ليزر جو استعمال ڪيو ويو. بنيادي اسڪيم، ۽ سڄو عمل مڪمل ڪيو اصولي تصديق کان وٺي نرم ايڪس ري بينڊ ۾ روشني وڌائڻ تائين. تحقيق جا نتيجا ظاهر ڪن ٿا ته روايتي خارجي ٻج جي قسم جي هلندڙ ميڪانيزم جي مقابلي ۾، هن ميڪانيزم ۾ تمام بهترين چشمي خاصيتون آهن، الٽرا فاسٽ ايڪس ري پلس تشخيص ٽيڪنالاجي جي آزاد ترقي جي محققن جي اپنائڻ جي ذريعي (https://doi.org/10.1016 /j.fmre.2022.01.027)، نبض جي ڊيگهه ڪنٽرول ۽ الٽرا فاسٽ پلس نسل ۾ هن نئين ميڪانيزم جي اعلي ڪارڪردگي وڌيڪ تصديق ڪئي وئي آهي. لاڳاپيل ريسرچ جا نتيجا subnanometer بينڊ ۾ مڪمل طور تي مربوط مفت اليڪٽران ليزر جي پيداوار لاءِ هڪ قابل عمل ٽيڪنيڪل رستو مهيا ڪن ٿا، ۽ ايڪس-ري نان لائنر آپٽڪس ۽ الٽرا فاسٽ فزيڪل ڪيمسٽري جي شعبن لاءِ هڪ مثالي تحقيقي اوزار فراهم ڪندا.

گونج هارمونڪ ڪاسڪيڊ فري اليڪٽران ليزر ۾ شاندار اسپيڪٽرل ڪارڪردگي آهي: کاٻي تصوير روايتي ڪاسڪيڊ موڊ آهي، ۽ ساڄي تصوير گونج هارمونڪ ڪاسڪيڊ موڊ آهي.

ايڪس ري نبض جي ڊيگهه جي ترتيب ۽ الٽرا فاسٽ نبض جي نسل کي گونج هارمونڪ ڪاسڪيڊ ذريعي محسوس ڪري سگهجي ٿو