முழுமையான ஒத்திசைவான இலவச எலக்ட்ரான் லேசர் ஆய்வில் முன்னேற்றம் ஏற்பட்டுள்ளது

சீன அறிவியல் அகாடமியின் இலவச எலக்ட்ரான் லேசர் குழு முழுமையான ஒத்திசைவான இலவச எலக்ட்ரான் லேசர்களின் ஆராய்ச்சியில் முன்னேற்றம் கண்டுள்ளது. ஷாங்காய் சாஃப்ட் எக்ஸ்ரே இலவச எலக்ட்ரான் லேசர் வசதியின் அடிப்படையில், சீனாவால் முன்மொழியப்பட்ட எக்கோ ஹார்மோனிக் கேஸ்கேட் ஃப்ரீ எலக்ட்ரான் லேசரின் புதிய வழிமுறை வெற்றிகரமாக சரிபார்க்கப்பட்டது, மேலும் சிறந்த செயல்திறனுடன் கூடிய மென்மையான எக்ஸ்ரே ஒத்திசைவான கதிர்வீச்சு பெறப்பட்டது. சமீபத்தில், எக்கோ-இயக்கப்பட்ட ஹார்மோனிக் கேஸ்கேட் இலவச எலக்ட்ரான் லேசர்களில் இருந்து ஒத்திசைவான மற்றும் அதி-குறுகிய மென்மையான எக்ஸ்-ரே பருப்புகள் என்ற தலைப்பின் கீழ் ஆப்டிகாவில் முடிவுகள் வெளியிடப்பட்டன.

எக்ஸ்ரே இலவச எலக்ட்ரான் லேசர் உலகின் மிகவும் மேம்பட்ட ஒளி மூலங்களில் ஒன்றாகும். தற்போது, ​​பெரும்பாலான சர்வதேச எக்ஸ்ரே இல்லாத எலக்ட்ரான் ஒளிக்கதிர்கள் சுய-பெருக்கி தன்னிச்சையான உமிழ்வு பொறிமுறையை (SASE) அடிப்படையாகக் கொண்டவை, SASE மிக உயர்ந்த உச்சநிலை பிரகாசம் மற்றும் ஃபெம்டோ நிலை அல்ட்ரா-ஷார்ட் பல்ஸ் அகலம் மற்றும் பிற சிறந்த செயல்திறன் கொண்டது, ஆனால் SASE அதிர்வு இரைச்சல் மூலம், அதன் கதிர்வீச்சின் துடிப்பின் ஒத்திசைவு மற்றும் நிலைத்தன்மை அதிகமாக இல்லை, எக்ஸ்ரே பேண்ட் "லேசர்" அல்ல. சர்வதேச இலவச எலக்ட்ரான் லேசர் துறையில் மிக முக்கியமான வளர்ச்சி திசைகளில் ஒன்று வழக்கமான லேசர் தரத்துடன் முழுமையாக ஒத்திசைவான எக்ஸ்ரே கதிர்வீச்சை உருவாக்குவதாகும், மேலும் வெளிப்புற விதை இல்லாத எலக்ட்ரான் லேசர் இயக்க பொறிமுறையைப் பயன்படுத்துவது முக்கியமான வழி. 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 நீளம் சரிசெய்தல் வரம்பு குறைவாக உள்ளது. வெளிப்புற விதை இல்லாத எலக்ட்ரான் லேசரின் குறுகிய அலைநீளக் கவரேஜை மேலும் விரிவுபடுத்துவதற்காக, எக்கோ ஹார்மோனிக் தலைமுறை போன்ற புதிய இலவச எலக்ட்ரான் லேசர் இயக்க முறைகள் சமீபத்திய ஆண்டுகளில் உலகில் தீவிரமாக உருவாக்கப்படுகின்றன.

சீனாவில் அதிக லாபம் இல்லாத எலக்ட்ரான் லேசரை உருவாக்குவதற்கு வெளிப்புற விதை இல்லாத எலக்ட்ரான் லேசர் முக்கிய தொழில்நுட்ப வழிகளில் ஒன்றாகும். தற்போது, ​​சீனாவில் உள்ள நான்கு உயர் ஆதாயம் இல்லாத எலக்ட்ரான் லேசர் சாதனங்களும் வெளிப்புற விதை இயக்க முறைமையை ஏற்றுக்கொண்டுள்ளன. ஷாங்காய் டீப் அல்ட்ரா வயலட் ஃப்ரீ எலக்ட்ரான் லேசர் வசதி மற்றும் ஷாங்காய் சாஃப்ட் எக்ஸ்ரே இலவச எலக்ட்ரான் லேசர் வசதி ஆகியவற்றின் அடிப்படையில், விஞ்ஞானிகள் முதல் சர்வதேச எக்கோ வகை இலவச எலக்ட்ரான் லேசர் ஒளி பெருக்கம் மற்றும் முதல் தீவிர புற ஊதா எதிரொலி வகை இலவச எலக்ட்ரான் லேசர் செறிவூட்டல் பெருக்கத்தை தொடர்ந்து அடைந்துள்ளனர். குறுகிய அலைநீளத்திற்கு வெளிப்புற விதை இல்லாத எலக்ட்ரான் லேசரை மேலும் மேம்படுத்துவதற்காக, ஆராய்ச்சி குழு சுயாதீனமாக எக்கோ ஹார்மோனிக் அடுக்கைக் கொண்ட முழுமையான ஒத்திசைவான இலவச எலக்ட்ரான் லேசரின் புதிய வழிமுறையை முன்மொழிந்தது, இது ஷாங்காய் சாஃப்ட் எக்ஸ்ரே ஃப்ரீ எலக்ட்ரான் லேசர் சாதனத்தால் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டது. அடிப்படை திட்டம், மற்றும் மென்மையான எக்ஸ்ரே பேண்டில் கொள்கை சரிபார்ப்பு முதல் ஒளி பெருக்கம் வரை முழு செயல்முறையையும் நிறைவு செய்தது. பாரம்பரிய வெளிப்புற விதை வகை இயங்கும் பொறிமுறையுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​அல்ட்ராஃபாஸ்ட் எக்ஸ்ரே துடிப்பு கண்டறிதல் தொழில்நுட்பத்தின் சுயாதீன வளர்ச்சியின் ஆராய்ச்சியாளர்களின் தத்தெடுப்பின் மூலம், இந்த பொறிமுறையானது மிகச் சிறந்த நிறமாலை பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது என்று ஆராய்ச்சி முடிவுகள் காட்டுகின்றன (https://doi.org/10.1016). /j.fmre.2022.01.027), துடிப்பு நீளம் கட்டுப்பாடு மற்றும் அல்ட்ராஃபாஸ்ட் துடிப்பு உருவாக்கம் ஆகியவற்றில் இந்த புதிய பொறிமுறையின் சிறந்த செயல்திறன் மேலும் சரிபார்க்கப்பட்டது. தொடர்புடைய ஆராய்ச்சி முடிவுகள் சப்நானோமீட்டர் பேண்டில் முழுமையான ஒத்திசைவான இலவச எலக்ட்ரான் லேசர்களை உருவாக்குவதற்கான சாத்தியமான தொழில்நுட்ப வழியை வழங்குகின்றன, மேலும் எக்ஸ்ரே நேரியல் அல்லாத ஒளியியல் மற்றும் அல்ட்ராஃபாஸ்ட் இயற்பியல் வேதியியல் துறைகளுக்கு சிறந்த ஆராய்ச்சி கருவியை வழங்கும்.

எக்கோ ஹார்மோனிக் கேஸ்கேட் ஃப்ரீ எலக்ட்ரான் லேசர் சிறந்த ஸ்பெக்ட்ரல் செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளது: இடது படம் வழக்கமான கேஸ்கேட் பயன்முறை மற்றும் வலது படம் எதிரொலி ஹார்மோனிக் கேஸ்கேட் பயன்முறையாகும்.

எக்ஸ்ரே துடிப்பு நீளம் சரிசெய்தல் மற்றும் அல்ட்ராஃபாஸ்ட் துடிப்பு உருவாக்கம் ஆகியவை எக்கோ ஹார்மோனிக் அடுக்கின் மூலம் உணரப்படலாம்