중국과학원(CAS) 산하 상하이 고등연구소(SARI) 자유전자 레이저 팀이 초고속 자유전자 레이저 펄스 진단 연구에서 진전을 이루었습니다. 연구팀은 자기참조 간섭 분광법을 기반으로 초고속 자유전자 레이저 펄스의 단발 진단을 위한 새로운 방법을 제안하고 검증했습니다. 이는 아토초 자유전자의 고정밀 실시간 진단 문제를 해결하기 위한 새로운 아이디어를 제공합니다. 전자 레이저. 초단거리 자유전자 레이저 펄스의 단일샷 특성화를 위한 자기 참조 스펙트럼 간섭계라는 제목의 관련 연구 결과가 Physical Review Letters(Physical Review Letters)에 게재되었습니다.
광전 방출 지연, 원자가 전자의 운동, 전기 전달과 같은 미시 세계에서 물질 변환의 기본 프로세스를 탐색하려면 아토초(10-18 s) 시간 분해 기능을 갖춘 고급 광원이 시급히 필요합니다. 요금. 아토초 광원은 원자와 분자 내부의 전자 운동을 관찰하고 조작하는 데 사용할 수 있으며, 이는 과학자들이 화학 반응, 전자 구조 및 분자 역학을 더 깊이 탐구하는 데 도움이 되며 재료 과학 및 화학 연구에 큰 의미가 있습니다. 최근 몇 년 동안 X선 자유전자 레이저 물리학 및 기술의 중요한 혁신을 통해 피크 밝기가 극도로 높은 아토초 X선 펄스를 생성할 수 있게 되었으며, 이는 아토초 과학 연구에 혁신적인 도구를 제공할 것으로 예상됩니다. 아토초 펄스의 생성과 더불어 아토초 X선 자유전자 레이저의 완전한 시간-주파수 영역 정보 진단은 초고속 과학 실험에서도 마찬가지로 중요하며, 이 정보의 고정밀 실시간 진단을 수행하는 방법이 중요해졌습니다. 아토초 X선 자유전자 레이저의 적용을 제한하는 병목 현상. 이 문제를 해결하기 위해 팀은 중국의 자유전자 레이저 대규모 과학 장치를 기반으로 체계적인 연구 작업을 수행했습니다.
아토초 펄스 X선 자유전자 레이저 펄스의 구조 레이아웃 및 시간-주파수 영역 재구성 방법
최근 몇 년 동안 직접 전기장 재구성(SPIDER)을 이용한 스펙트럼 위상 간섭계는 초고속 레이저 분야에서 빠르게 발전하는 펄스 재구성 방법 중 하나가 되었습니다. 이 방법의 핵심은 적절한 스펙트럼 전단을 사용하여 한 쌍의 복제 펄스를 생성하는 것입니다. 이 공정에서는 일반적으로 비선형 결정질 재료를 사용해야 하므로 단파장으로 방법을 확장하는 것이 다소 어렵습니다. 본 연구에서는 자유전자 레이저의 주파수 견인 효과를 활용하여 스펙트럼 전단량을 생성하고, 초고속 방사선 펄스와 기준 펄스가 동일한 전자빔에 의해 생성되어 자기를 영리하게 구현하는 방법을 혁신적으로 제안했습니다. - 방사선 펄스의 기준 스펙트럼 간섭; SPIDER를 개선하기 위해 웨이블릿 변환 알고리즘을 적용함으로써 신호 대 잡음비와 재구성 효율성을 더욱 향상시킬 수 있으며 동시에 Shanghai Soft-X-ray free의 매개변수를 사용하여 - 전자 레이저 장치에서는 이 방법을 사용하여 아토초 X선 펄스의 완전한 시간-주파수 영역 정보를 정확하게 재구성할 수 있음을 보여줍니다(재구성 오류는 6% 미만). 기존 자유전자 레이저 장치의 초고속 펄스 진단 방법과 비교하면 이 방법은 장비가 간단하고 진단 효율이 높으며(실시간, 단발) 완전한 시간-주파수 영역 정보를 동시에 얻을 수 있다는 장점이 있습니다. 초고속 X선 자유전자 레이저 디버깅 최적화와 X선 자유전자 레이저를 기반으로 한 미래의 아토초 과학 실험을 위한 새로운 진단 수단을 제공하는 더 짧은 방사선 펄스로 더 높은 진단 정확도를 제공합니다. 결과는 다음 표에 요약되어 있습니다.
