TW ڪلاس Attosecond ايڪس ري پلس ليزر
Attosecond X-rayنبض ليزراعلي طاقت سان ۽ مختصر نبض جو مدو الٽرا فاسٽ نان لائنر اسپيڪٽرو اسڪوپي ۽ ايڪس ري ڊفريشن اميجنگ حاصل ڪرڻ لاءِ اهم آهن. آمريڪا ۾ تحقيقاتي ٽيم ٻن مرحلن جو هڪ cascade استعمال ڪيوايڪس ري مفت اليڪٽران ليزرڌار ڌار attosecond دال ڪڍڻ لاءِ. موجوده رپورٽن جي مقابلي ۾، دال جي اوسط چوٽي جي طاقت هڪ ترتيب جي شدت سان وڌي وئي آهي، وڌ ۾ وڌ چوٽي طاقت 1.1 TW آهي، ۽ وچولي توانائي 100 μJ کان وڌيڪ آهي. مطالعي پڻ X-ray فيلڊ ۾ سولٽن وانگر سپر ريڊيشن رويي لاء مضبوط ثبوت فراهم ڪري ٿو.اعلي توانائي ليزرتحقيق جي ڪيترن ئي نون علائقن کي هلائي ڇڏيو آهي، جنهن ۾ هاءِ فيلڊ فزڪس، ائٽس سيڪنڊ اسپيڪٽرو اسڪوپي، ۽ ليزر پارٽيڪل ايڪسيليٽر شامل آهن. سڀني قسمن جي ليزرن ۾، ايڪس ريز وڏي پيماني تي طبي تشخيص، صنعتي نقص ڳولڻ، حفاظت جي چڪاس ۽ سائنسي تحقيق ۾ استعمال ٿيندا آهن. ايڪس-ري فري-اليڪٽران ليزر (XFEL) ٻين ايڪس-ري نسل جي ٽيڪنالاجيز جي مقابلي ۾ ڪيترن ئي آرڊرن جي چوٽي جي ايڪس ري پاور کي وڌائي سگھي ٿو، اهڙيء طرح ايڪس ريز جي ايپليڪيشن کي غير لائنر اسپيڪٽروڪوپي جي فيلڊ تائين وڌايو وڃي ٿو. ذرات جي ڦهلائڻ واري تصويري جتي اعلي طاقت جي ضرورت هوندي آهي. تازو ڪامياب Attosecond XFEL attosecond سائنس ۽ ٽيڪنالاجي ۾ هڪ وڏي ڪاميابي آهي، بينچ ٽاپ X-ray ذريعن جي مقابلي ۾ ڇهن آرڊرن کان وڌيڪ شدت جي دستيابي طاقت کي وڌائيندي.
مفت اليڪٽران ليزراجتماعي عدم استحڪام کي استعمال ڪندي spontaneous emission ليول کان وڌيڪ شدت جا ڪيترائي آرڊر حاصل ڪري سگھن ٿا، جيڪو relativistic اليڪٽران بيم ۽ مقناطيسي اوسيليٽر ۾ تابڪاري جي ميدان جي مسلسل رابطي جي ڪري ٿئي ٿو. سخت ايڪس-ري رينج ۾ (اٽڪل 0.01 nm کان 0.1 nm موج جي ڊيگهه)، FEL بنڊل ڪمپريشن ۽ پوسٽ-سچوريشن ڪننگ ٽيڪنڪ ذريعي حاصل ڪيو ويندو آهي. نرم X-ray جي حد ۾ (اٽڪل 0.1 nm کان 10 nm موج جي ڊيگهه)، FEL cascade تازو-سلائس ٽيڪنالاجي ذريعي لاڳو ڪيو ويو آهي. تازي طور تي، 100 GW جي چوٽي طاقت سان Attosecond دال ڄاڻايو ويو آهي ته وڌايل سيلف ايمپليفائيڊ اسپونٽينيئس ايميشن (ESASE) طريقو استعمال ڪندي پيدا ڪيو وڃي.
ريسرچ ٽيم XFEL جي بنياد تي ٻه اسٽيج ايمپليفڪيشن سسٽم استعمال ڪيو ته جيئن لينڪ ڪوهريٽ مان نرم ايڪس-ري اٽوسيڪنڊ پلس آئوٽ کي وڌايو وڃي.روشني جو ذريعوTW سطح تائين، رپورٽ ڪيل نتيجن جي ڀيٽ ۾ شدت جي سڌاري جو حڪم. تجرباتي سيٽ اپ تصوير 1 ۾ ڏيکاريو ويو آهي. ESASE طريقي جي بنياد تي، فوٽوڪٿوڊ ايميٽر کي ماڊل ڪيو ويو آهي هڪ اليڪٽران بيم حاصل ڪرڻ لاءِ هڪ اعلي ڪرنٽ اسپائڪ سان، ۽ استعمال ڪيو ويندو آهي attosecond X-ray دال پيدا ڪرڻ لاءِ. ابتدائي نبض اليڪٽران بيم جي اسپائڪ جي سامهون واري ڪنڊ تي واقع آهي، جيئن تصوير 1 جي مٿين کاٻي ڪنڊ ۾ ڏيکاريل آهي. جڏهن XFEL سنترپتي تي پهچي ٿو، اليڪٽران بيم هڪ مقناطيسي ڪمپريسر ذريعي ايڪس ري جي نسبت ۾ دير ٿئي ٿي، ۽ پوءِ نبض اليڪٽران بيم (تازو سلائس) سان ڳنڍي ٿي جيڪا ESASE ماڊل يا FEL ليزر طرفان تبديل نه ڪئي وئي آهي. آخرڪار، هڪ ٻيو مقناطيسي انڊيليٽر استعمال ڪيو ويندو آهي ايڪس ريز کي وڌيڪ وڌائڻ لاءِ ائٽس سيڪنڊ پلس جي رابطي ذريعي تازي سلائس سان.
فگ. 1 تجرباتي ڊوائيس ڊراگرام؛ مثال ڏيکاري ٿو ڊگھي مرحلي واري جاءِ (اليڪٽران جو وقت-توانائي ڊراگرام، سائو)، موجوده پروفائل (نيرو)، ۽ فرسٽ آرڊر ايمپليفڪيشن (جامني) ذريعي پيدا ٿيندڙ تابڪاري. XTCAV, X-band transverse cavity; cVMI، coaxial تيز رفتار نقشي جي امڪاني نظام؛ FZP، فريسنيل بينڊ پليٽ اسپيڪٽروميٽر
سڀ اٽي سيڪنڊ پلس شور مان ٺهيل آهن، تنهنڪري هر نبض ۾ مختلف اسپيڪٽرل ۽ ٽائيم ڊومين جا خاصيتون آهن، جن کي محقق وڌيڪ تفصيل سان ڳوليندا آهن. اسپيڪٽرا جي اصطلاحن ۾، انهن هڪ فريسنل بينڊ پليٽ اسپيڪٽرا ميٽر استعمال ڪيو انفرادي دال جي اسپيڪٽرا کي ماپڻ لاءِ مختلف برابر undulator ڊگھائي تي، ۽ ڏٺائون ته اهي اسپيڪٽرا ثانوي واڌ جي باوجود به هموار موج کي برقرار رکندا آهن، انهي مان ظاهر ٿئي ٿو ته دال غير معمولي رهي. ٽائم ڊومين ۾، ڪنولر فرنگ ماپي ويندي آهي ۽ نبض جي ٽائيم ڊومين جي موج جي خاصيت ڪئي ويندي آهي. جيئن ته شڪل 1 ۾ ڏيکاريل آهي، ايڪس-ري پلس کي گول طور تي پولرائزڊ انفراريڊ ليزر پلس سان مٿي ڪيو ويو آهي. ايڪس-ري پلس پاران آئنائيز ٿيل فوٽو اليڪٽران انفراريڊ ليزر جي ویکٹر پوٽيشن جي سامهون رخ ۾ اسٽريڪس پيدا ڪندا. ڇاڪاڻ ته ليزر جو برقي ميدان وقت سان گھمندو آهي، فوٽو اليڪٽران جي رفتار جي ورڇ اليڪٽران جي اخراج جي وقت سان طئي ڪئي ويندي آهي، ۽ اخراج وقت جي ڪوئلي موڊ ۽ فوٽو اليڪٽران جي رفتار جي تقسيم جي وچ ۾ تعلق قائم ڪيو ويندو آهي. ڦوٽو اليڪٽران جي رفتار جي ورڇ ماپي ويندي آهي هڪ ڪواڪسيل فاسٽ ميپنگ اميجنگ اسپيڪٽرو ميٽر استعمال ڪندي. تقسيم ۽ چشمي نتيجن جي بنياد تي، attosecond دال جي وقت-ڊومين waveform کي ٻيهر تعمير ڪري سگهجي ٿو. شڪل 2 (a) نبض جي مدت جي تقسيم کي ڏيکاري ٿو، 440 جي وچين سان. آخرڪار، گيس مانيٽرنگ ڊيڪٽر نبض جي توانائي کي ماپڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو، ۽ اسڪرٽر پلاٽ جي وچ ۾ پلس پاور ۽ نبض جي مدت جي وچ ۾ ڏيکاريل آهي جيئن ته شڪل 2 (b) ۾ ڏيکاريل آهي. ٽي ترتيبون مختلف اليڪٽران بيم تي ڌيان ڏيڻ واري حالتن سان ملن ٿيون، ويور ڪننگ حالتن ۽ مقناطيسي ڪمپريسر جي دير جي حالتن سان. ٽن ترتيبن مان 150، 200، ۽ 260 µJ جي سراسري نبض توانائي ملي ٿي، 1.1 TW جي وڌ ۾ وڌ طاقت سان.
شڪل 2. (a) تقسيم هسٽوگرام اڌ-اوچائي پوري ويڪر (FWHM) نبض جي مدت؛ (b) اسڪيٽر پلاٽ جيڪو چوٽي جي طاقت ۽ نبض جي مدت سان مطابقت رکي ٿو
ان کان علاوه، مطالعي پڻ پهريون ڀيرو ايڪس ري بينڊ ۾ سولٽون-جهڙوڪ سپرميشن جو رجحان پڻ ڏٺو، جيڪو ايمپليفڪيشن دوران مسلسل نبض جي مختصر ٿيڻ جي طور تي ظاهر ٿئي ٿو. اهو اليڪٽران ۽ تابڪاري جي وچ ۾ مضبوط رابطي جي ڪري پيدا ٿئي ٿو، توانائي تيزيء سان اليڪٽران کان ايڪس ري نبض جي سر ڏانهن ۽ واپس پلس جي دم کان اليڪٽران ڏانهن منتقل ٿي وڃي ٿي. هن رجحان جي عميق مطالعي جي ذريعي، اها توقع ڪئي وئي آهي ته ايڪس-ري پلس کي مختصر مدت ۽ اعلي چوٽي جي طاقت سان وڌيڪ محسوس ڪري سگهجي ٿو سپر ريڊيائيشن ايمپليفڪيشن جي عمل کي وڌائڻ ۽ سوليٽن وانگر موڊ ۾ نبض جي مختصر ٿيڻ جو فائدو وٺي.
پوسٽ جو وقت: مئي-27-2024