முழுமையாக ஒத்திசைவான இலவச எலக்ட்ரான் லேசர் ஆய்வில் முன்னேற்றம் ஏற்பட்டுள்ளது.

சீன அறிவியல் அகாடமியின் இலவச எலக்ட்ரான் லேசர் குழு, முழுமையாக ஒத்திசைவான இலவச எலக்ட்ரான் லேசர்களின் ஆராய்ச்சியில் முன்னேற்றம் அடைந்துள்ளது. ஷாங்காய் மென்மையான எக்ஸ்-ரே இலவச எலக்ட்ரான் லேசர் வசதியை அடிப்படையாகக் கொண்டு, சீனாவால் முன்மொழியப்பட்ட எக்கோ ஹார்மோனிக் கேஸ்கேட் இலவச எலக்ட்ரான் லேசரின் புதிய வழிமுறை வெற்றிகரமாக சரிபார்க்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் சிறந்த செயல்திறன் கொண்ட மென்மையான எக்ஸ்-ரே ஒத்திசைவான கதிர்வீச்சு பெறப்பட்டுள்ளது. சமீபத்தில், முடிவுகள் ஆப்டிகாவில் எதிரொலி-இயக்கப்பட்ட ஹார்மோனிக் கேஸ்கேட் இலவச எலக்ட்ரான் லேசர்களிலிருந்து ஒத்திசைவான மற்றும் அல்ட்ரா-ஷார்ட் மென்மையான எக்ஸ்-ரே துடிப்புகள் என்ற தலைப்பில் வெளியிடப்பட்டன.

எக்ஸ்-ரே இல்லாத எலக்ட்ரான் லேசர் உலகின் மிகவும் மேம்பட்ட ஒளி மூலங்களில் ஒன்றாகும். தற்போது, ​​பெரும்பாலான சர்வதேச எக்ஸ்-ரே இல்லாத எலக்ட்ரான் லேசர்கள் சுய-பெருக்கி தன்னிச்சையான உமிழ்வு பொறிமுறையை (SASE) அடிப்படையாகக் கொண்டவை, SASE மிக உயர்ந்த உச்ச பிரகாசம் மற்றும் ஃபெம்டோ நிலை அல்ட்ரா-ஷார்ட் பல்ஸ் அகலம் மற்றும் பிற சிறந்த செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் சத்தத்தால் SASE அதிர்வு, அதன் கதிர்வீச்சு துடிப்பின் ஒத்திசைவு மற்றும் நிலைத்தன்மை அதிகமாக இல்லை, இது எக்ஸ்-ரே பேண்ட் "லேசர்" அல்ல. சர்வதேச இலவச எலக்ட்ரான் லேசர் துறையில் மிக முக்கியமான வளர்ச்சி திசைகளில் ஒன்று வழக்கமான லேசர் தரத்துடன் முழுமையாக ஒத்திசைவான எக்ஸ்-ரே கதிர்வீச்சை உருவாக்குவதாகும், மேலும் முக்கியமான வழி வெளிப்புற விதை இல்லாத எலக்ட்ரான் லேசர் இயக்க பொறிமுறையைப் பயன்படுத்துவதாகும். வெளிப்புற விதை இல்லாத எலக்ட்ரான் லேசரின் கதிர்வீச்சு விதை லேசரின் பண்புகளைப் பெறுகிறது, மேலும் முழு ஒத்திசைவு, கட்டக் கட்டுப்பாடு மற்றும் வெளிப்புற பம்ப் லேசருடன் துல்லியமான ஒத்திசைவு போன்ற சிறந்த பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், விதை லேசரின் அலைநீளம் மற்றும் துடிப்பு அகலத்தின் வரம்பு காரணமாக, வெளிப்புற விதை இல்லாத எலக்ட்ரான் லேசரின் குறுகிய அலைநீள கவரேஜ் மற்றும் துடிப்பு நீள சரிசெய்தல் வரம்பு குறைவாக உள்ளது. வெளிப்புற விதை இல்லாத எலக்ட்ரான் லேசரின் குறுகிய அலைநீள கவரேஜை மேலும் விரிவுபடுத்துவதற்காக, சமீபத்திய ஆண்டுகளில் உலகில் எதிரொலி ஹார்மோனிக் உருவாக்கம் போன்ற புதிய இலவச எலக்ட்ரான் லேசர் இயக்க முறைகள் தீவிரமாக உருவாக்கப்பட்டு வருகின்றன.

சீனாவில் உயர் ஆதாயமற்ற எலக்ட்ரான் லேசரை உருவாக்குவதற்கான முக்கிய தொழில்நுட்ப வழிகளில் வெளிப்புற விதை இல்லாத எலக்ட்ரான் லேசர் ஒன்றாகும். தற்போது, ​​சீனாவில் உள்ள நான்கு உயர் ஆதாயமற்ற எலக்ட்ரான் லேசர் சாதனங்களும் வெளிப்புற விதை செயல்பாட்டு முறையை ஏற்றுக்கொண்டுள்ளன. ஷாங்காய் டீப் அல்ட்ரா வயலட் ஃப்ரீ எலக்ட்ரான் லேசர் வசதி மற்றும் ஷாங்காய் சாஃப்ட் எக்ஸ்-ரே ஃப்ரீ எலக்ட்ரான் லேசர் வசதி ஆகியவற்றின் அடிப்படையில், விஞ்ஞானிகள் முதல் சர்வதேச எக்கோ வகை இலவச எலக்ட்ரான் லேசர் ஒளி பெருக்கத்தையும் முதல் தீவிர புற ஊதா எலக்ட்ரான் வகை இலவச எலக்ட்ரான் லேசர் செறிவூட்டல் பெருக்கத்தையும் தொடர்ச்சியாக அடைந்துள்ளனர். வெளிப்புற விதை இல்லாத எலக்ட்ரான் லேசரை குறுகிய அலைநீளத்திற்கு மேலும் ஊக்குவிப்பதற்காக, ஆராய்ச்சி குழு சுயாதீனமாக எக்கோ ஹார்மோனிக் அடுக்கைக் கொண்ட முழுமையான ஒத்திசைவான இலவச எலக்ட்ரான் லேசரின் புதிய வழிமுறையை முன்மொழிந்தது, இது ஷாங்காய் சாஃப்ட் எக்ஸ்-ரே ஃப்ரீ எலக்ட்ரான் லேசர் சாதனத்தால் அடிப்படைத் திட்டமாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டது, மேலும் கொள்கை சரிபார்ப்பிலிருந்து மென்மையான எக்ஸ்-ரே பேண்டில் ஒளி பெருக்கம் வரை முழு செயல்முறையையும் நிறைவு செய்தது. பாரம்பரிய வெளிப்புற விதை வகை இயங்கும் பொறிமுறையுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​இந்த பொறிமுறையானது மிகச் சிறந்த நிறமாலை பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது என்பதை ஆராய்ச்சி முடிவுகள் காட்டுகின்றன, ஆராய்ச்சியாளர்கள் அதிவேக எக்ஸ்-கதிர் துடிப்பு நோயறிதல் தொழில்நுட்பத்தின் சுயாதீன வளர்ச்சியை ஏற்றுக்கொள்வதன் மூலம் (https://doi.org/10.1016/j.fmre.2022.01.027), துடிப்பு நீளக் கட்டுப்பாடு மற்றும் அதிவேக துடிப்பு உருவாக்கத்தில் இந்தப் புதிய பொறிமுறையின் சிறந்த செயல்திறன் மேலும் சரிபார்க்கப்படுகிறது. தொடர்புடைய ஆராய்ச்சி முடிவுகள் சப்நானோமீட்டர் பேண்டில் முழுமையாக ஒத்திசைவான இலவச எலக்ட்ரான் லேசர்களை உருவாக்குவதற்கான சாத்தியமான தொழில்நுட்ப வழியை வழங்குகின்றன, மேலும் எக்ஸ்-கதிர் நேரியல் அல்லாத ஒளியியல் மற்றும் அதிவேக இயற்பியல் வேதியியல் துறைகளுக்கு ஒரு சிறந்த ஆராய்ச்சி கருவியை வழங்கும்.

எக்கோ ஹார்மோனிக் கேஸ்கேட் இல்லாத எலக்ட்ரான் லேசர் சிறந்த நிறமாலை செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளது: இடது படம் வழக்கமான கேஸ்கேட் பயன்முறையாகும், வலது படம் எக்கோ ஹார்மோனிக் கேஸ்கேட் பயன்முறையாகும்.

எக்ஸ்-கதிர் துடிப்பு நீள சரிசெய்தல் மற்றும் அதிவேக துடிப்பு உருவாக்கம் ஆகியவற்றை எதிரொலி ஹார்மோனிக் அடுக்கின் மூலம் உணர முடியும்.