Pasukan Laser Elektron Bebas dari Akademi Sains China telah mencapai kemajuan dalam penyelidikan laser elektron bebas yang koheren sepenuhnya. Berdasarkan Kemudahan Laser Elektron Bebas Sinar-X Lembut Shanghai, mekanisme baharu laser elektron bebas lata harmonik gema yang dicadangkan oleh China telah berjaya disahkan, dan sinaran koheren sinar-X lembut dengan prestasi cemerlang telah diperoleh. Baru-baru ini, keputusan tersebut telah diterbitkan dalam Optica di bawah tajuk Denyut sinar-X lembut yang koheren dan ultra pendek daripada laser elektron bebas lata harmonik yang didayakan gema.
Laser elektron bebas sinar-X merupakan salah satu sumber cahaya termaju di dunia. Pada masa ini, kebanyakan laser elektron bebas sinar-X antarabangsa adalah berdasarkan mekanisme pancaran spontan penguatan kendiri (SASE). SASE mempunyai kecerahan puncak yang sangat tinggi dan lebar denyut ultra pendek tahap femto dan prestasi cemerlang yang lain, tetapi getaran SASE oleh hingar, koheren dan kestabilan denyut sinarannya tidak tinggi, bukan "laser" jalur sinar-X. Salah satu hala tuju pembangunan yang paling penting dalam bidang laser elektron bebas antarabangsa adalah untuk menghasilkan sinaran sinar-X yang koheren sepenuhnya dengan kualiti laser konvensional, dan cara yang penting adalah dengan menggunakan mekanisme operasi laser elektron bebas benih luaran. Sinaran laser elektron bebas benih luaran mewarisi ciri-ciri laser benih, dan mempunyai ciri-ciri cemerlang seperti koheren penuh, kawalan fasa dan penyegerakan tepat dengan laser pam luaran. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh had panjang gelombang dan lebar denyut laser benih, liputan panjang gelombang pendek dan julat pelarasan panjang denyut laser elektron bebas benih luaran adalah terhad. Untuk memperluaskan lagi liputan panjang gelombang pendek laser elektron bebas benih luaran, mod operasi laser elektron bebas baharu seperti penjanaan harmonik gema sedang dibangunkan dengan giat di dunia dalam beberapa tahun kebelakangan ini.
Laser elektron bebas benih luaran merupakan salah satu laluan teknikal utama untuk membangunkan laser elektron bebas bergandingan tinggi di China. Pada masa ini, keempat-empat peranti laser elektron bebas bergandingan tinggi di China telah menerima pakai mod operasi benih luaran. Berdasarkan Kemudahan Laser Elektron Bebas Ultraungu Dalam Shanghai dan Kemudahan Laser Elektron Bebas Sinar-X Lembut Shanghai, saintis telah berjaya mencapai penguatan cahaya laser elektron bebas jenis gema antarabangsa yang pertama dan penguatan ketepuan laser elektron bebas jenis gema ultraungu ekstrem yang pertama. Untuk terus mempromosikan laser elektron bebas benih luaran kepada panjang gelombang pendek, pasukan penyelidikan secara bebas mencadangkan mekanisme baharu laser elektron bebas koheren sepenuhnya dengan lata harmonik gema, yang telah diguna pakai oleh peranti Laser Elektron Bebas Sinar-X Lembut Shanghai sebagai skema asas, dan menyelesaikan keseluruhan proses daripada pengesahan prinsip kepada penguatan cahaya dalam jalur sinar-X lembut. Keputusan penyelidikan menunjukkan bahawa berbanding dengan mekanisme larian jenis benih luaran tradisional, mekanisme ini mempunyai ciri-ciri spektrum yang sangat baik, melalui penerapan pembangunan bebas teknologi diagnosis denyut sinar-X ultrapantas oleh para penyelidik (https://doi.org/10.1016/j.fmre.2022.01.027). Prestasi unggul mekanisme baharu ini dalam kawalan panjang denyut dan penjanaan denyut ultrapantas disahkan selanjutnya. Keputusan penyelidikan yang berkaitan menyediakan laluan teknikal yang boleh dilaksanakan untuk penjanaan laser elektron bebas koheren sepenuhnya dalam jalur subnanometer, dan akan menyediakan alat penyelidikan yang ideal untuk bidang optik tak linear sinar-X dan kimia fizikal ultrapantas.
Laser elektron bebas lata harmonik gema mempunyai prestasi spektrum yang sangat baik: imej kiri ialah mod lata konvensional, dan imej kanan ialah mod lata harmonik gema.
Pelarasan panjang denyut sinar-X dan penjanaan denyut ultra pantas boleh direalisasikan melalui lata harmonik gema
Masa siaran: 8 Okt-2023