Ko te akomanga TW attosecond X-ray pulse laser

Ko te akomanga TW attosecond X-ray pulse laser
Atohekona X-hihitaiaho pupuhime te kaha nui me te roanga o te pupuhi poto te mea matua ki te whakatutuki i te ultrafast nonlinear spectroscopy me te X-ray diffraction atahanga. I whakamahia e te roopu rangahau i te United States he cascade e rua nga waahangaX-ray laser irahiko kore utuki te whakaputa i nga pini attohakona motuhake. Ka whakatauritea ki nga purongo o naianei, ka piki ake te kaha o te tihi toharite o nga pupuhi i runga i te raupapa o te nui, ko te kaha teitei o te 1.1 TW, me te kaha o waenga i te 100 μJ. Ko te rangahau ano he taunakitanga kaha mo te whanonga superradiation penei i te soliton i roto i te mara X-ray.Nga laser hiko teiteikua peia te maha o nga waahanga rangahau hou, tae atu ki te ahupūngao o te mara teitei, te hihinga attosecond, me te whakatere matūriki taiaho. I roto i nga momo lasers katoa, ka whakamahia nga hihi X i roto i te taatai ​​rongoa, te rapunga koha o te ahumahi, te tirotiro haumaru me te rangahau pūtaiao. Ka taea e te X-ray free-electron laser (XFEL) te whakanui ake i te teitei o te mana X-ray na roto i te maha o nga ota o te nui ka whakaritea ki etahi atu hangarau whakangao X-ray, na reira ka toro atu te tono o nga hihi X ki te mara o te whakakitenga kore raina me te kotahi- atahanga matūriki paheketanga e hiahiatia ana te mana nui. Ko te XFEL attosecond angitu tata nei he whakatutukitanga nui i roto i te aoiao me te hangarau attosecond, te whakanui ake i te mana teitei e waatea ana ma te neke atu i te ono ota o te rahi ka whakatauritea ki nga puna hihi X-top.

Lasers irahiko kore utuKa taea e ia te whiwhi i te kaha o te pupuhi he maha nga ota o te nui teitei ake i te taumata tuku noa ma te whakamahi i te koretake o te roopu, na te tauwhitiwhitinga tonu o te mara iraruke i roto i te kurupae irahiko relativistic me te oscillator autō. I roto i te awhe X-ray pakeke (e tata ana ki te 0.01 nm ki te 0.1 nm te roangaru), ka tutuki te FEL ma te paihere kikii me nga tikanga coning pou-saturation. I roto i te awhe X-ray ngawari (mo te 0.1 nm ki te 10 nm te roangaru), ka whakatinanahia te FEL e te hangarau tapahi hou. Ina tata nei, kua puta te korero ka hangaia nga putere attosecond me te mana teitei o te 100 GW ma te whakamahi i te tikanga whakakaha ake i te tukunga mahorahora whaiaro (ESASE).

I whakamahia e te roopu rangahau he punaha whakakaha e rua-waahanga i runga i te XFEL hei whakanui ake i te putanga ngohe o te hihi X-ray attosecond mai i te hononga linac.puna maramaki te taumata TW, he raupapa o te nui o te whakapai ake i runga i nga hua kua ripoatatia. Ko te tatūnga whakamātau e whakaatuhia ana i te Whakaahua 1. I runga i te tikanga ESSE, ka whakahurihia te kaiwhakaputa photocathode ki te tiki i te kurupae irahiko me te koikoi teitei o naianei, ka whakamahia ki te whakaputa i nga puihi X-ray attosecond. Ko te piupiu tuatahi kei te taha o mua o te koikoi o te kurupae irahiko, e whakaatuhia ana i te kokonga maui o runga o te Whakaahua 1. Ka tae te XFEL ki te waiwai, ka whakaroa te kurupae irahiko e pa ana ki te X-ray e te miihini hiko, katahi ka pahekoheko te patere me te kurupae irahiko (te poro hou) kaore i whakarereketia e te ESSE modulation, FEL laser ranei. Ka mutu, ka whakamahia he undulator autō tuarua hei whakanui ake i nga hihi-X na roto i te pahekoheko o nga pini attosecond ki te poro hou.

FIG. 1 Te hoahoa taputapu whakamatautau; Ko te whakaahua e whakaatu ana i te mokowā wahanga roa (whakaahua wa-kaha o te irahiko, kakariki), te tohu o naianei (puru), me te iraruke i puta mai i te whakakaha o te raupapa tuatahi (papura). XTCAV, X-ropu whakawhiti whakawhiti; cVMI, punaha whakaahua mahere tere coaxial; FZP, Fresnel band plate spectrometer

He mea hanga mai i te haruru nga puihi attosecond katoa, no reira he rereke nga ahuatanga o ia puihi me nga waahi-waahi, i tirotirohia e nga kairangahau. I runga i te ahua o te hiranga, i whakamahia e ratou he ine i te hihinga o nga putere takitahi ki nga roa rereke rereke, a ka kitea e mau tonu enei momo ngaru i muri i te whakakaha tuarua, e tohu ana kei te noho rerekee nga pire. I roto i te rohe wa, ka inehia te taniko koki ka tohuhia te ngaru rohe wa o te pupuhi. Ka rite ki te Whakaaturanga 1, ka īnakihia te putere X-ray ki te putere laser infrared polarized polarized. Ko nga photoelectron kua katotehia e te pupuhi X-ray ka whakaputa i nga korikori i te huarahi e anga atu ana ki te pumanawa vector o te laser infrared. No te mea ka huri te waahi hiko o te laser ki te wa, ka whakatauhia te tohatoha o te hikohiko o te whakaahua i te wa o te tuku irahiko, me te hononga i waenga i te aratau koki o te wa tuku me te tohatoha o te hikohiko o te whakaahua. Ka inehia te tohatoha o te hikohiko hikohiko ma te whakamahi i te awheawhe tere mapi whakaahua. I runga i te tohatoha me nga hua matakite, ka taea te hanga ano i te wa-rohe ngaru o nga pini attosecond. Ko te ahua 2 (a) e whakaatu ana i te tohatoha o te roanga o te pupuhi, me te tau waenga o te 440 as. I te mutunga, i whakamahia te kaitirotiro hau ki te ine i te kaha o te pupuhi, a, ko te waahi marara i waenganui i te kaha o te pupuhi me te roa o te waahi e whakaatuhia ana i te Whakaahua 2 (b). Ko nga whirihoranga e toru e rite ana ki nga tikanga arotahi kurupae irahiko rereke, nga tikanga whakangawari me nga tikanga whakaroa o te compressor autō. Ko nga whirihoranga e toru i puta te kaha o te pupuhi toharite o te 150, 200, me te 260 µJ, me te mana teitei o te 1.1 TW.

Whakaatu 2. (a) Tohatoha histogram o te haurua teitei Te whanui tonu (FWHM) te roanga o te pupuhi; (b) Marara marara e rite ana ki te kaha teitei me te roanga o te patere

I tua atu, i kitea ano e te rangahau mo te wa tuatahi te ahuatanga o te ahua o te soliton-like superemission i roto i te roopu X-ray, e puta mai ana he whakapoto tonu i te wa whakakaha. Na te kaha o te taunekeneke i waenga i nga irahiko me te iraruke, me te tere o te whakawhiti i te hiko mai i te irahiko ki te upoko o te pupuhi X-ray ka hoki ki te irahiko mai i te hiku o te pupuhi. Na roto i te rangahau hohonu mo tenei ahuatanga, ko te whakaaro ka taea te kite i nga pupuhi X-ray he poto ake te roa me te kaha o te tihi teitei ake ma te whakaroa atu i te mahi whakakaha superradiation me te tango painga o te whakapoto i te putere i roto i te aratau rite-solton.