中国科学アカデミーの自由電子レーザーチームは、完全にコヒーレントな遊離電子レーザーの研究を進歩させています。上海ソフトX線フリー電子レーザー施設に基づいて、中国によって提案されたエコー高調波カスケードフリー電子レーザーの新しいメカニズムが正常に検証され、優れた性能を備えたソフトX線コヒーレント放射が得られました。最近、結果は、Echo対応ハーモニックカスケードフリー電子レーザーからのタイトルコヒーレントおよび超短いソフトX線パルスの下でOpticaで公開されました。
X線フリー電子レーザーは、世界で最も高度な光源の1つです。現在、国際的なX線フリー電子レーザーのほとんどは、自己増幅自発放出メカニズム（SASE）に基づいており、SASEは非常に高いピーク輝度とFEMTOレベルの超ショートパルス幅とその他の優れた性能を持っていますが、ノイズによるSASE振動、放射パルスの一貫性と安定性はX線バンドではありません。国際自由電子レーザーの分野で最も重要な開発方向の1つは、従来のレーザー品質を備えた完全にコヒーレントなX線放射を生成することであり、重要な方法は、外部シード遊離電子レーザー動作メカニズムを使用することです。外部シードフリー電子レーザーの放射は、シードレーザーの特性を継承し、外部ポンプレーザーとの完全なコヒーレンス、位相制御、正確な同期などの優れた特性を持っています。ただし、シードレーザーの波長とパルス幅の制限により、外側シードフリー電子レーザーの短い波長カバレッジとパルス長の調整範囲は制限されています。外部シード遊離電子レーザーの短波長カバレッジをさらに拡張するために、エコー高調波生成などの新しい遊離電子レーザー動作モードが近年世界で活発に開発されています。
外部シードフリー電子レーザーは、中国で高ゲインフリー電子レーザーを開発するための主要な技術的ルートの1つです。現在、中国の4つの高ゲインフリー電子レーザーデバイスはすべて、外部シード操作モードを採用しています。上海の深部紫外線フリー電子レーザー施設と上海ソフトX線フリー電子レーザー施設に基づいて、科学者は最初の国際エコータイプの遊離電子レーザー光増幅と最初の極端な紫外線エコー型遊離電子レーザー飽和増幅を連続して達成しました。外部シードフリー電子レーザーを短い波長にさらに促進するために、研究チームは、基本スキームとして上海ソフトX線フリー電子レーザーデバイスによって採用されたエコーハーモニックカスケードを備えた完全にコヒーレントな遊離電子レーザーの新しいメカニズムを独立して提案し、ソフトX線帯域での原則的な解像度から光増幅までのプロセスを完了しました。研究結果は、従来の外部シードタイプの実行メカニズムと比較して、このメカニズムは、超高速X線パルス診断技術（https://doi.org/10.1016/j.fmre.2022.01.027）の独立した開発の研究者の採用を通じて非常に優れたスペクトル特性を持っていることを示しています。関連する研究結果は、サブナノメーターバンドで完全にコヒーレントな遊離電子レーザーを生成するための実行可能な技術的ルートを提供し、X線非線形光学と超高速の物理化学の分野に理想的な研究ツールを提供します。
エコーハーモニックカスケードフリーエレクトロニックレーザーは優れたスペクトル性能を持っています。左画像は従来のカスケードモードで、右の画像はエコーハーモニックカスケードモードです
X線パルス長の調整と超高速パルス生成は、エコーハーモニックカスケードによって実現できます
投稿時間：10月-08-2023