Schematisk beskrivning av EEHC-experimentet. Den övre strållinjen visar linac som består av en fotokatod rf pistol, ett laservärmare (LH) system, en 𝑋X-bands linjärerare, en buntkompressor (BC), 𝑆S-band och 𝐶C-band accelererande strukturer, en 𝐶C-band tvärgående strukturer avböjande struktur (TDS), och en dipol för stråldumpning. Den understa strållinjen visar undulatorsystemet. Det första steget är en EEHG bestående av två frölasrar (frö 1 och frö 2), två modulatorundulatorer, två dispersionssektioner och en radiator. Det andra steget är en typisk HGHG med en modulator, en dispersionssektion och en radiator. Dessa två stadier är förbundna med en färsk chicane. FEL-pulserna från två steg kan detekteras separat av diagnosstationer placerade nedströms om varje steg. Elektronstrålens längsgående fasutrymme kan mätas genom att använda TDS och dipolmagneten. Kredit:Optica (2022). DOI:10.1364/OPTICA.466064
En forskargrupp från Shanghai Advanced Research Institute vid den kinesiska vetenskapsakademin har föreslagit en extern såddmekanism, kallad ekoaktiverad harmonisk kaskad (EEHC), för att generera koherenta och ultrakorta mjuka röntgenpulser.
Resultaten publicerades i Optica .
Genereringen av intensiva, avstämbara och helt koherenta pulser i röntgenregimen har varit en långvarig utmaning för laserteknik. Det akuta behovet av intensiva röntgenljuskällor har föranlett utvecklingen av röntgenfrielektronlasrar (FEL). Men de flesta av de för närvarande befintliga röntgen-FEL-anläggningarna står inför begränsad tidsmässig koherens och stora skott-till-skott-fluktuationer.
Ett effektivt sätt att generera "laserliknande" FEL är att använda en extern laserkälla som "frö" för att dominera förstärkningsprocessen och kontrollera utgångsegenskaperna. Strömbegränsningar på seedade FELs är den låga harmoniska uppkonverteringseffektiviteten och långa utpulslängd.
Den föreslagna EEHC-mekanismen använder ekoaktiverad övertonsgenerering som det första steget, och producerar intensiva extrema ultravioletta pulser som ger andra stegets röntgenfrielektronlaser (FEL) med högförstärkningsgenereringsuppsättningen.
Mekanismen visar att 100 MW-nivå toppeffekt, transform-begränsade mjuka röntgenpulser med inställbar pulslängd från 25 fs till 55 fs kan genereras. Jämfört med tidigare demonstrerade seedade FEL-mekanismer, har EEHC överlägsenhet av mycket högre harmonisk uppkonverteringseffektivitet och avstämbara pulslängder.
Förutom den tidsmässiga koherensen har forskare också visat en unik egenskap hos EEHC när det gäller att generera isolerade ultrakorta pulser. Den överlägsna uppfrekvensomvandlingseffektiviteten och den flexibla pulslängdskontrollen för denna EEHC-mekanism gör att den kan överskrida strömbegränsningarna för seedade FELs samtidigt som fröets koherens bevaras. + Utforska vidare
