Kızılötesi Serbest Elektron Lazer İlk Kez İki Renkli Modda Çalışıyor

Almanya'nın Berlin kentindeki Max Planck Topluluğu'na bağlı Fritz Haber Enstitüsü (FHI) yakın zamanda teknolojik bir dönüm noktasına ulaştı; ilk kez kızılötesi serbest elektron lazeri iki renkli modda çalıştırıldı.
Bu dünya lideri teknolojik yenilik, eş zamanlı iki renkli lazer darbesi deneylerini mümkün kılmakta ve katılarda ve moleküllerde zaman süreçlerinin incelenmesi gibi uygulamalar için yeni olanakların önünü açmaktadır.
Şu anda dünya çapında, boyutları (birkaç metreden birkaç kilometreye), dalga boyu aralığı (mikrodalgalardan sert X ışınlarına kadar) ve maliyeti (milyonlardan daha fazlasına kadar) büyük ölçüde değişen yaklaşık bir düzine serbest elektron lazeri bulunmaktadır. bir milyar). Ancak ortak bir özelliği paylaşıyorlar: Hepsi yoğun ve kısa radyasyon darbeleri üretiyor.
Son yıllarda serbest elektron lazerleri önemli bir radyasyon kaynağı haline geldi ve temel araştırmalarda ve uygulamalı bilimlerde yaygın olarak kullanıldı.
Fritz Haber Enstitüsü'ndeki (FHI) araştırmacıların, ABD'deki ortaklarıyla birlikte, aynı anda iki farklı renkte kızılötesi darbe üretebilen yeni bir yöntem geliştirdikleri biliniyor.
Bu teknolojinin gerçekleştirilmesi ustacadır: Serbest bir elektron ışını akışında, elektron ışınları ilk önce bir elektron gaz pedalı tarafından hızlandırılarak ışık hızına yakın son derece yüksek kinetik enerjilere ulaşır. Daha sonra bu yüksek hızlı elektronlar bir fluktuatörden geçer ve periyodik polarite değişimleri olan güçlü bir manyetik alan tarafından siklotron benzeri bir yola zorlanır.
Elektronların salınım hareketi, dalga boyu elektron enerjisi veya manyetik alanın gücü ayarlanarak hassas bir şekilde kontrol edilebilen elektromanyetik radyasyonun yayılmasıyla sonuçlanır. Bu nedenle, serbest elektron lazerleri (FEL'ler), uzun terahertz'den kısa X-ışını dalga boylarına kadar geniş bir aralığı kapsayan, elektromanyetik spektrumun neredeyse tüm kısımlarında lazer benzeri radyasyon üretme kapasitesine sahiptir.
FHI'nın FEL'leri 2012'den bu yana istikrarlı bir şekilde çalışıyor ve 2,8 mikrondan 50 mikrona kadar orta kızılötesi (MIR) aralığında sürekli olarak ayarlanabilen dalga boylarına sahip yoğun darbeli radyasyon üretiyor. Son yıllarda, FHI'nın bilim adamları ve mühendisleri iki renkli bir uzantı üzerinde çalıştılar ve 5 ila 170 mikron arasındaki dalga boylarında uzak kızılötesi (FIR) radyasyon üretmek için FEL'in ikinci bir dalını başarıyla kurdular.
Bu yenilik sadece FEL'lerin uygulama yelpazesini genişletmekle kalmıyor, aynı zamanda bilimsel araştırma alanındaki gelişimleri için de yeni yollar açıyor.