SLAC的物理学家是较近创建完全连贯的X射线的一步

SLAC测试撞机更接近创建完全相干的X射线

eEg升压光束的两个光谱,显示回声7团队如何在从阶段I(左图像)到阶段II(右图像)上更精细地控制,从而在现实条件下展示了EEHG理论的活力。

在SLAC的下一个线性撞机测试加速器(NLCTA)上工作的物理学家在SLAC的下一个线性撞机试验加速器(NLCTA)上达到了一个新的里程碑,同时采取了创建完全相干的X射线激光束的步骤。通过降低能量调制与能量传播的比率,该团队能够提供第一种证据,即EEHG确实可以在保持电子束的完整性的同时产生所需的更高谐波。

许多先进的激光技术,例如激光光谱,使用精确波长的红外线,可见或紫外激光器可以受益于使用X射线光。但要达到其全部潜力,X射线灯必须与现在使用的光激光器的光一样相干 - 一种超越电流X射线激光技术的要求。

现在,SLAC的下一个线性撞机试验加速器(NLCTA)的研究人员在回声7实验中达到了一个里程碑,标志着创造完全相干的X射线激光束的重要一步。研究人员在最近发表的论文中描述了他们的结果物理评论信

The Echo-7 project began in 2009 in response to SLAC beam theorist Gennady Stupakov’s ideas for imprinting – or “seeding” – an electron beam with laser light, and then manipulating the individual bunches that make up the beam to make X-rays instead of the ultraviolet light it would have originally generated – and do all this without destroying the laser’s coherent imprint. This technique was dubbed echo-enabled harmonic generation (EEHG).

在光的波长中看到种子激光的压印电子产生的:它们总是谐波或精确的原始光束的级别。谐波数越高,波长越短;谐波的2表示波长一半,3的谐波数为3表示长度的波长,依此类推。

“EEHG具有显着的频率上升效率,使得可以直接从紫外线激光产生完全相干的X射线,”SLAC加速器物理学家Dao Biang说,他们在开始时在项目中发挥了主导作用。“然而,没有免费午餐。”EEHG的实施极为挑战“因为它涉及光束相空间相关的长期记忆。”换句话说,回声7团队必须保持电子束的一些非常细腻的特性,因为它们将其分开并将其放在一起。

该团队通过了一项相控策略,以证明该技术。在我2010年期间,他们击中了他们的第一个里程碑:将它们的输出光束提升到种子激光束的第四次谐波。这结果表明,EEHG有效 - Echo-7团队实际上可以分开光束并将其重新组装成具有较短波长的一个。

In 2011’s Phase II, the team upgraded the NLCTA facility, which enabled them to further reduce the ratio of energy modulation to energy spread – packing the electrons into even tighter micro-bunches – while at the same time generating the seventh harmonic wavelength of the seed laser, which pushed the beam farther into the ultraviolet. This result – along with giving the project its name – provided the first evidence that EEHG could indeed generate the higher harmonics necessary while preserving the integrity of the electron beam, as Stupakov had predicted.

“然而,仍然有很长的路要达到X射线,”Xiang说:从紫外线到X射线能量跳跃需要产生波长50至100倍的光束比原始种子激光器短的波长。在第三阶段,该团队将追求EEHG进入更高的谐波制度。

“在成功完成回声7实验的前两个阶段,我们已经为加速器和自由电子激光研发创建了一个独特的设施,以及建立可以执行此类计划的专家团队。If we have additional funding for the next three years, we’ll be able to explore this technique in the very high harmonic regime, which will be crucial to realizing next-generation X-ray sources,” said Tor Raubenheimer, principal investigator of the Echo-7 project.

“NLCTA使我们能够通过现有的硬件和射频来源,在最小的投资中测试EEHG,因为我们现有的硬件和射频来源,”考试工厂部门负责人。Echo-7团队希望在NLCTA隧道中产生更多回波,频率高于已经实现的ock。“那么我们需要将项目重命名为,也许echo-75,”Hast说。

图片:Echo-7团队,SLAC

是第一个评论在“SLAC的物理学家是创建完全连贯的X射线的一步”

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