Esquema do experimento EEHC. A linha de luz superior mostra o linac que consiste em uma pistola rf de fotocátodo, um sistema de aquecedor a laser (LH), um linearizador de banda 𝑋X, um compressor de feixe (BC), estruturas aceleradoras de banda 𝑆S e 𝐶C, um transverso de banda 𝐶C estrutura defletora (TDS), e um dipolo para despejo de feixe. A linha de luz abaixo mostra o sistema ondulatório. O primeiro estágio é um EEHG composto por dois lasers de semente (semente 1 e semente 2), dois onduladores moduladores, duas seções de dispersão e um radiador. O segundo estágio é um HGHG típico com um modulador, uma seção de dispersão e um radiador. Essas duas etapas estão conectadas com uma chicane fresca. Os pulsos FEL de dois estágios podem ser detectados separadamente por estações de diagnóstico localizadas a jusante de cada estágio. O espaço de fase longitudinal do feixe de elétrons pode ser medido usando o TDS e o ímã dipolo. Crédito:Optica (2022). DOI:10.1364/OPTICA.466064
Uma equipe de pesquisa do Instituto de Pesquisa Avançada de Xangai da Academia Chinesa de Ciências propôs um mecanismo externo de semeadura, denominado cascata harmônica habilitada por eco (EEHC), para gerar pulsos de raios X suaves coerentes e ultracurtos.
Os resultados foram publicados na
Optica .
A geração de pulsos intensos, sintonizáveis e totalmente coerentes no regime de raios X tem sido um desafio de longa data para as tecnologias de laser. A necessidade urgente de fontes intensas de luz de raios X levou ao desenvolvimento de lasers de elétrons livres de raios X (FELs). No entanto, a maioria das instalações FEL de raios-X atualmente existentes são confrontadas com coerência temporal limitada e grandes flutuações de tiro a tiro.
Uma maneira eficiente de gerar FEL "semelhante a laser" é empregar uma fonte de laser externa como "semente" para dominar o processo de ganho e controlar as propriedades de saída. As limitações atuais dos FELs semeados são a eficiência de conversão ascendente de harmônicos baixos e a longa duração do pulso de saída.
O mecanismo EEHC proposto usa geração de harmônicos com eco como primeiro estágio, produzindo intensos pulsos ultravioleta extremos que semeiam o laser de elétrons livres de raios X (FEL) de segundo estágio com a configuração de geração de harmônicos de alto ganho.
O mecanismo mostra que a potência de pico de nível de 100 MW, pulsos de raios X suaves limitados por transformação com duração de pulso ajustável de 25 fs a 55 fs podem ser gerados. Comparando com os mecanismos FEL semeados anteriormente demonstrados, o EEHC mantém as superioridades de eficiência de conversão ascendente de harmônicos muito mais alta e durações de pulso ajustáveis.
Além da coerência temporal, os pesquisadores também demonstraram uma característica única do EEHC na geração de pulsos ultracurtos isolados. A suprema eficiência de conversão de frequência ascendente e o controle flexível de comprimento de pulso deste mecanismo EEHC permitem que ele exceda as limitações atuais dos FELs semeados, preservando a coerência da semente.
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