Schema dell'esperimento EEHC. La linea del raggio superiore mostra il linac che consiste in un cannone RF fotocatodico, un sistema di riscaldamento laser (LH), un 𝑋linearizzatore in banda X, un compressore a grappolo (BC), strutture di accelerazione in 𝑆S-band e 𝐶C-band, una 𝐶trasversale in banda C struttura di deflessione (TDS) e un dipolo per lo scarico del fascio. La linea di luce sottostante mostra il sistema ondulatorio. Il primo stadio è un EEHG costituito da due semi laser (seme 1 e seme 2), due ondulatori modulatori, due sezioni di dispersione e un radiatore. Il secondo stadio è un tipico HGHG con un modulatore, una sezione di dispersione e un radiatore. Queste due fasi sono collegate con una nuova chicane a grappolo. Gli impulsi FEL provenienti da due stadi possono essere rilevati separatamente da stazioni diagnostiche poste a valle di ogni stadio. Lo spazio delle fasi longitudinale del fascio di elettroni può essere misurato utilizzando il TDS e il magnete dipolo. Credito:Optica (2022). DOI:10.1364/OPTICA.466064
Un gruppo di ricerca dello Shanghai Advanced Research Institute dell'Accademia cinese delle scienze ha proposto un meccanismo di seeding esterno, chiamato cascata armonica abilitata all'eco (EEHC), per generare impulsi di raggi X morbidi coerenti e ultracorti.
I risultati sono stati pubblicati su Optica .
La generazione di impulsi intensi, sintonizzabili e completamente coerenti nel regime di raggi X è stata una sfida di lunga data per le tecnologie laser. L'urgente necessità di sorgenti luminose a raggi X intensi ha spinto lo sviluppo di laser a elettroni liberi (FEL) a raggi X. Tuttavia, la maggior parte delle strutture FEL a raggi X attualmente esistenti si trovano ad affrontare una coerenza temporale limitata e grandi fluttuazioni da colpo a colpo.
Un modo efficiente per generare FEL "simile a un laser" consiste nell'utilizzare una sorgente laser esterna come "seme" per dominare il processo di guadagno e controllare le proprietà di uscita. Le limitazioni di corrente sui FEL seminati sono la bassa efficienza di conversione verso l'alto delle armoniche e la lunga durata dell'impulso di uscita.
Il meccanismo EEHC proposto utilizza la generazione armonica abilitata all'eco come primo stadio, producendo intensi impulsi ultravioletti estremi che seminano il laser a elettroni liberi (FEL) a raggi X del secondo stadio con l'impostazione di generazione armonica ad alto guadagno.
Il meccanismo mostra che è possibile generare 100 MW di potenza di picco a livello di MW, impulsi di raggi X morbidi limitati alla trasformazione con durata dell'impulso regolabile da 25 fs a 55 fs. Confrontando con i precedenti meccanismi FEL seminati dimostrati, EEHC detiene la superiorità di un'efficienza di conversione verso l'alto armonica molto più elevata e durate degli impulsi sintonizzabili.
Oltre alla coerenza temporale, i ricercatori hanno anche dimostrato una caratteristica unica dell'EEHC nella generazione di impulsi ultracorti isolati. La suprema efficienza di conversione della frequenza verso l'alto e il controllo flessibile della lunghezza dell'impulso di questo meccanismo EEHC gli consentono di superare gli attuali limiti dei FEL seminati preservando la coerenza del seme. + Esplora ulteriormente
