На сайте Phys.org опубликована заметка "Novel approach for generating coherent and ultrashort soft X-ray pulses" - "Новый подход к генерации когерентных и ультракоротких импульсов мягкого рентгеновского излучения".

Исследовательская группа из Шанхайского института перспективных исследований Китайской академии наук предложила внешний механизм затравки, названный гармоническим каскадом с эхом (echo-enabled harmonic cascade - EEHC), для генерации когерентных и ультракоротких импульсов мягкого рентгеновского излучения.

Генерация интенсивных, перестраиваемых и полностью когерентных импульсов в рентгеновском режиме является давней проблемой для лазерных технологий. Острая потребность в интенсивных источниках рентгеновского излучения привела к разработке рентгеновских лазеров на свободных электронах (ЛСЭ). Однако большинство существующих в настоящее время рентгеновских установок ЛСЭ сталкиваются с ограниченной временной когерентностью и большими флуктуациями импульса.

Эффективный способ создания «лазерного» ЛСЭ состоит в том, чтобы использовать внешний лазерный источник в качестве «затравки», чтобы доминировать в процессе усиления и управлять выходными свойствами излучения. Текущие ограничения для ЛСЭ с затравкой заключаются в низкой эффективности преобразования гармоник с повышением частоты и большой длительности выходного импульса.

Предлагаемый механизм EEHC использует генерацию гармоник с включенным эхом в качестве первой ступени, производя интенсивные импульсы экстремального ультрафиолетового излучения, которые заполняют на втором этапе рентгеновский ЛСЭ с установкой генерации гармоник с высоким коэффициентом усиления.

Механизм показывает, что могут генерироваться импульсы мягкого рентгеновского излучения с пиковой мощностью на уровне 100 МВт и ограниченным преобразованием с настраиваемой длительностью импульса от 25 фс до 55 фс. По сравнению с ранее продемонстрированными механизмами ЛСЭ с затравкой, EEHC обладает преимуществами гораздо более высокой эффективности преобразования гармоник с повышением частоты и настраиваемой длительности импульса.

Помимо временной когерентности исследователи также продемонстрировали уникальную особенность EEHC при генерации изолированных ультракоротких импульсов. Высочайшая эффективность преобразования с повышением частоты и гибкое управление длительностью импульса этого механизма EEHC позволяют ему превысить текущие ограничения ЛСЭ с затравкой, сохраняя при этом когерентность.

Ссылка на опубликованную статью, находящуюся в свободном доступе:

Chao Feng et al, Coherent and ultrashort soft x-ray pulses from echo-enabled harmonic cascade free-electron lasers, Optica (2022). DOI: 10.1364/OPTICA.466064