【48812】“双剑合璧”：双色X射线激光供给新探针

时间: 2024-07-25 20:17:14 |   作者: 新闻动态

　　近些年来，回声增强高次谐波发生（EEHG）、这一全相干FEL新运转机制展开迅速，该机制可以有用提高外种子FEL 的高次谐波转化功率，在正常能量调整深度条件下，可以发生种子激光波长的几十次谐波的微聚束，从而有或许使用单级 EEHG、经过惯例的紫外波段的种子激光，发生软 X 射线波段的全相干FEL。上海软 X 射线自由电子激光设备（SXFEL）是我国第一台X射线自由电子激光设备，EEHG也是SXFEL的根本运转形式之一。在这些布景下，咱们在SXFEL设备上展开了依据EEHG形式的全相干软 X 射线双色FEL研讨。

　　本研讨课题提出了在 SXFEL 设备上、依据 EEHG发生双色 FEL 的新方案，使用双色双脉冲的种子激光体系，选用 EEHG 运转形式，发生软 X 射线波段的全相干双色 FEL，根本布局如图1中所示。在该方案中，因为所用种子激光包括两个中心波长不同的脉冲，因而终究经过EEHG发生的也是两个中心波长不同的软X射线FEL脉冲，也即发生了双色FEL。

　　双色双脉冲种子激光是该方案的要害核心技术之一，其规划如下图2所示，根本方案是将 800 nm 惯例激光分到两路三倍频体系，经过调理两路三倍频中 BBO 晶体的视点来独立调理输出紫外激光的中心波长，并且在一路三倍频体系中参加可调的时刻延迟组织，之后将两路紫外激光合束，得到试验所需的双色双脉冲种子激光。

　　研讨团队首要搭建了该种子激光体系，测试了两路三倍频发生紫外激光脉冲的才能，给出了三倍频的转化功率，一起测试了种子激光的中心波长如图3（a）中所示，得到了中心波长分别为 264.85 nm 和 266.28 nm的双色种子激光，在图3（b）中还展现了双脉冲种子激光的时刻延迟，选用相互关法测量了双脉冲激光的脉宽以及时刻距离，单个紫外激光的脉冲宽度均为 170 fs，两个脉冲之间的时刻距离约为2 ps，经过调理光契角对，可以在 0-1 ps 之间接连改动两束紫外光的时刻距离。

　　终究，依据 SXFEL 设备的实践束流参数，使用该双色双脉冲种子激光，进行了三维的 FEL 数值模仿，模仿依据成果得出，终究可以得到中心波长分别为 5.884 nm 和 5.894 nm、峰值功率约 300 MW的全相干软 X 射线双色 FEL 辐射脉冲，如图4中所示。

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