Timu ya Leza ya Elektroni Huru ya Chuo cha Sayansi cha China imepiga hatua katika utafiti wa leza za elektroni huru zenye uthabiti kamili. Kulingana na Kituo cha Leza ya Elektroni Huru ya Shanghai Laini, utaratibu mpya wa leza ya elektroni huru yenye echo harmonic cascade iliyopendekezwa na China umethibitishwa kwa mafanikio, na mionzi laini yenye uthabiti wa X-ray yenye utendaji bora imepatikana. Hivi majuzi, matokeo yalichapishwa katika Optica chini ya kichwa Mapigo ya X-ray laini yenye uthabiti na mafupi sana kutoka kwa leza za elektroni huru zenye echo harmonic cascade.
Leza ya elektroni isiyo na miale ya X ni mojawapo ya vyanzo vya mwanga vya hali ya juu zaidi duniani. Kwa sasa, leza nyingi za elektroni zisizo na miale ya X za kimataifa zinategemea utaratibu wa kutoa chafu za hiari unaojiongeza (SASE), SASE ina mwangaza wa kilele cha juu sana na upana wa mapigo mfupi wa kiwango cha femto na utendaji mwingine bora, lakini mtetemo wa SASE kwa kelele, mshikamano na uthabiti wa mapigo yake ya mionzi si ya juu, si "laza" ya bendi ya X. Mojawapo ya maelekezo muhimu zaidi ya maendeleo katika uwanja wa leza ya elektroni huru ya kimataifa ni kutoa mionzi ya X-ray iliyoshikamana kikamilifu na ubora wa kawaida wa leza, na njia muhimu ni kutumia utaratibu wa uendeshaji wa leza ya elektroni isiyo na mbegu ya nje. Mionzi ya leza ya elektroni isiyo na mbegu ya nje hurithi sifa za leza ya mbegu, na ina sifa bora kama vile mshikamano kamili, udhibiti wa awamu na usawazishaji sahihi na leza ya pampu ya nje. Hata hivyo, kutokana na ukomo wa urefu wa wimbi na upana wa mapigo ya leza ya mbegu, upana wa urefu wa wimbi mfupi na masafa ya marekebisho ya urefu wa mapigo ya leza ya elektroni isiyo na mbegu ya nje ni mdogo. Ili kupanua zaidi kiwango cha urefu wa wimbi fupi cha leza ya elektroni isiyo na mbegu ya nje, njia mpya za uendeshaji wa leza ya elektroni isiyo na mbegu kama vile uzalishaji wa harmonic wa echo zinaendelezwa kwa nguvu duniani katika miaka ya hivi karibuni.
Leza ya elektroni isiyo na mbegu ni mojawapo ya njia kuu za kiufundi za kutengeneza leza ya elektroni isiyo na faida kubwa nchini China. Kwa sasa, vifaa vyote vinne vya leza ya elektroni isiyo na faida kubwa nchini China vimetumia hali ya uendeshaji wa mbegu za nje. Kwa kuzingatia Kituo cha Laser ya elektroni Isiyo na Umeme ya Shanghai na Kituo cha Laser ya Elektroni Isiyo na Umeme ya Shanghai, wanasayansi wamefanikiwa kwa mfululizo ukuzaji wa kwanza wa kimataifa wa mwanga wa elektroni isiyo na aina ya mwangwi na ukuzaji wa kwanza wa kueneza kwa elektroni isiyo na uume wa ultraviolet. Ili kukuza zaidi leza ya elektroni isiyo na mbegu ya nje kwa urefu mfupi wa wimbi, timu ya utafiti ilipendekeza kwa kujitegemea utaratibu mpya wa leza ya elektroni isiyo na uume kamili yenye msururu wa harmonic wa echo, ambao ulipitishwa na kifaa cha Laser ya elektroni Isiyo na Umeme ya Shanghai kama mpango wa msingi, na kukamilisha mchakato mzima kutoka kwa uthibitisho wa kanuni hadi ukuzaji wa mwanga katika bendi laini ya X-ray. Matokeo ya utafiti yanaonyesha kwamba ikilinganishwa na utaratibu wa jadi wa kuendesha aina ya mbegu ya nje, utaratibu huu una sifa bora sana za spektra, kupitia kupitishwa kwa watafiti wa maendeleo huru ya teknolojia ya utambuzi wa mapigo ya X-ray ya kasi ya juu (https://doi.org/10.1016/j.fmre.2022.01.027), Utendaji bora wa utaratibu huu mpya katika udhibiti wa urefu wa mapigo na uzalishaji wa mapigo ya kasi ya juu unathibitishwa zaidi. Matokeo husika ya utafiti hutoa njia ya kiufundi inayowezekana kwa ajili ya uzalishaji wa leza za elektroni huru zenye uthabiti kamili katika bendi ya chini ya nanomita, na itatoa zana bora ya utafiti kwa nyanja za optiki zisizo za mstari wa X na kemia ya kimwili ya kasi ya juu.
Leza ya elektroni isiyo na elektroni ya echo harmonic cascade ina utendaji bora wa spektra: picha ya kushoto ni hali ya kawaida ya cascade, na picha ya kulia ni hali ya echo harmonic cascade
Marekebisho ya urefu wa mapigo ya X-ray na uzalishaji wa mapigo ya haraka sana yanaweza kufikiwa kwa njia ya msururu wa harmonic wa echo
Muda wa chapisho: Oktoba-08-2023