Ласерски тим са слободним електронима на Шангајском институту за напредна истраживања (САРИ) Кинеске академије наука (ЦАС) постигао је напредак у дијагностичкој студији ултрабрзих ласерских импулса слободних електрона. Тим је предложио и потврдио нову методу за једнократну дијагнозу ултра брзих ласерских импулса слободних електрона засновану на самореференцираној интерференцијској спектроскопији, која пружа потпуно нову идеју за решавање проблема високе прецизне дијагнозе атосекундног слободног времена у реалном времену. електронски ласери. Сродни резултати истраживања, под називом Самореференцирана спектрална интерферометрија за карактеризацију ултракратких ласерских импулса слободних електрона, објављени су у Пхисицал Ревиев Леттерс ( Пхисицал Ревиев Леттерс.
Напредни извори светлости са аттосекундним (10-18 с) могућностима временског решавања су хитно потребни да би се истражили фундаментални процеси трансформације материје у микроскопском свету, као што су кашњење фотоелектричне емисије, кретање валентних електрона и пренос електричних напунити. Аттосекундни извор светлости се може користити за посматрање и манипулисање кретањем електрона унутар атома и молекула, што помаже научницима да истраже хемијске реакције, електронску структуру и молекуларну динамику у већој дубини, и од великог је значаја за науку о материјалима и истраживање хемије. Последњих година, важна открића у физици и технологији рендгенског ласера са слободним електронима омогућила су генерисање атосекундних рендгенских импулса са изузетно високим вршним сјајем, за које се очекује да ће пружити револуционарно средство за научна истраживања атосекунде. Поред генерисања атосекундних импулса, комплетна дијагноза информација у временско-фреквентном домену атосекундног рендгенског ласера са слободним електронима подједнако је важна за ултрабрзе научне експерименте, а начин на који се врши прецизна дијагноза ових информација у реалном времену је постало уско грло које ограничава примену атосекундног рендгенског ласера са слободним електронима. Да би решио овај проблем, тим је спровео систематски истраживачки рад заснован на кинеском великом научном уређају са слободним електронима.
Изглед шеме и метода реконструкције временско-фреквентног домена за атосекундне импулсне рендгенске ласерске импулсе слободних електрона
Последњих година спектрална фазна интерферометрија са директном реконструкцијом електричног поља (СПИДЕР) постала је једна од метода пулсне реконструкције која се брзо развија у области ултрабрзих ласера. Кључ за ову методу је генерисање пара реплика импулса са одговарајућим спектралним смицањем. Овај процес генерално захтева употребу нелинеарних кристалних материјала, што чини проширење методе на кратке таласне дужине прилично тешким. У овој студији, иновативно је предложено да се користи ефекат вучења фреквенције ласера са слободним електронима за генерисање спектралне смичне количине, а и ултрабрзи импулс зрачења и референтни импулс се генеришу истим електронским снопом, који паметно реализује сопствену количину. -референтна спектрална интерференција импулса зрачења; применом алгоритма таласне трансформације у циљу побољшања СПИДЕР-а, однос сигнал-шум и ефикасност реконструкције могу се додатно побољшати, а истовремено, коришћењем параметара Шангајског софт-Кс-раи фрее -електронски ласерски уређај, показано је да се комплетна информација о временско-фреквенцијском домену атосекундног рендгенског импулса може прецизно реконструисати (грешка реконструкције је мања од 6%) коришћењем овог метода. У поређењу са дијагностичком методом ултрабрзих импулса у традиционалним ласерским уређајима са слободним електронима, ова метода има предности једноставне опреме, високе дијагностичке ефикасности (у реалном времену, сингле-схот), добијања потпуних информација у временско-фреквентном домену у исто време, и већу дијагностичку тачност са краћим импулсима зрачења, што обезбеђује потпуно ново дијагностичко средство за оптимизацију отклањања грешака ултрабрзих рендгенских ласера са слободним електронима, као и за будуће аттосекундне научне експерименте засноване на рендгенским ласерима са слободним електронима. Резултати су сумирани у следећој табели.
