Laser-ka garaaca wadnaha ee fasalka TW ee attosecond

Laser-ka garaaca wadnaha ee fasalka TW ee attosecond
Raajo X-ray ah oo Attosecond ahlaysarka garaaca wadnahaIyada oo leh awood sare iyo muddo garaac gaaban ayaa ah furaha lagu gaaro sawir-qaadista aan tooska ahayn ee aadka u dhaqsaha badan iyo sawir-qaadista kala-baxa raajada X-ray. Kooxda cilmi-baarista ee Mareykanka waxay adeegsadeen qaab laba-marxalad ah.Laysarka elektarooniga ah ee aan lahayn raajada X-raysi loo soo saaro garaaca attosecond ee kala go'an. Marka la barbardhigo warbixinnada jira, celceliska awoodda ugu sarreysa ee garaaca waxaa lagu kordhiyaa kala sarreyn baaxadeed, awoodda ugu sarreysa ugu badnaan waa 1.1 TW, tamarta dhexdhexaadka ahna waa in ka badan 100 μJ. Daraasaddu waxay sidoo kale bixisaa caddayn xooggan oo ku saabsan dhaqanka shucaaca sare ee u eg soliton ee goobta X-ray.Laser-yada tamarta sare lehwaxay horseedeen meelo badan oo cusub oo cilmi baaris ah, oo ay ku jiraan fiisikiska goobta sare, attosecond spectroscopy, iyo dardar-gelinta walxaha laser-ka. Nooc kasta oo laser ah, raajooyin ayaa si weyn loogu isticmaalaa ogaanshaha caafimaadka, ogaanshaha cilladaha warshadaha, kormeerka badbaadada iyo cilmi-baarista sayniska. Laser-ka bilaashka ah ee X-ray-ga (XFEL) wuxuu kordhin karaa awoodda X-ray-ga ugu sarreysa dhowr heer oo cabbir ah marka la barbar dhigo teknoolojiyada kale ee jiilka X-ray, sidaas darteedna wuxuu ballaarin karaa codsiga raajooyin-ka ilaa goobta spectroscopy-ga aan tooska ahayn iyo sawir-qaadista kala-soocidda hal-qaybood halkaas oo loo baahan yahay awood sare. XFEL-ka guusha leh ee dhawaan la gaaray waa guul weyn oo laga gaaray sayniska iyo tignoolajiyada attosecond, iyadoo kordhinaysa awoodda ugu sarreysa ee la heli karo in ka badan lix heer oo cabbir ah marka la barbar dhigo ilaha raajada benchtop.

Laysar elektaroonig ah oo bilaash ahwaxay heli kartaa tamar garaac oo leh heerar badan oo baaxad leh oo ka sarreeya heerka qiiqa iskiis u baxa iyadoo la adeegsanayo xasillooni darro wadajir ah, taas oo ay keento isdhexgalka joogtada ah ee goobta shucaaca ee ku jira shucaaca elektarooniga ah ee isbarbardhigga iyo oscillator-ka birlabta. Kala duwanaanshaha raajada adag (qiyaastii 0.01 nm ilaa 0.1 nm hirarka), FEL waxaa lagu gaaraa farsamooyinka isku-xidhka xirmooyinka iyo farsamooyinka isku-xidhka ka dib dheregta. Kala duwanaanshaha raajada jilicsan (qiyaastii 0.1 nm ilaa 10 nm hirarka), FEL waxaa lagu hirgeliyaa tignoolajiyada cascade-ka cusub ee jajaban. Dhawaan, garaaca attosecond oo leh awood ugu sarreysa oo ah 100 GW ayaa la soo sheegay in la soo saaray iyadoo la adeegsanayo habka sii deynta iskeed u korodhay ee iskeed u korodhay (ESASE).

Kooxda cilmi-baarista waxay adeegsadeen nidaam laba-marxalad ah oo ku salaysan XFEL si ay u xoojiyaan wax soo saarka garaaca wadnaha ee jilicsan ee X-ray ee ka imanaya isku-xidhka linacilo iftiinilaa heerka TW, oo ah horumar baaxad leh oo ka sarreeya natiijooyinka la soo sheegay. Dejinta tijaabada waxaa lagu muujiyay Jaantuska 1. Iyada oo ku saleysan habka ESASE, soosaaraha sawir-qaadaha ayaa loo habeeyey si loo helo fallaadho elektaroonig ah oo leh kor u kaca hadda jirta oo sarreeya, waxaana loo isticmaalaa in lagu soo saaro garaaca X-ray ee attosecond. Garaaca bilowga ah wuxuu ku yaal geeska hore ee kor u kaca fallaadhaha elektarooniga, sida lagu muujiyey geeska sare ee bidix ee Jaantuska 1. Marka XFEL uu gaaro dhereg, fallaadhaha elektarooniga ayaa dib u dhacaya marka loo eego raajada X-ray iyadoo la adeegsanayo kombaresarada birlabta, ka dibna garaaca ayaa la falgala fallaadhaha elektarooniga (qayb cusub) oo aan wax ka beddelin habaynta ESASE ama laysarka FEL. Ugu dambeyntii, laambadaha birlabta labaad ayaa loo isticmaalaa in lagu sii xoojiyo raajooyinka X-ray iyada oo loo marayo isdhexgalka garaaca attosecond ee laambadaha cusub.

Jaantuska 1aad Jaantuska qalabka tijaabada ah; Sawirku wuxuu muujinayaa booska wejiga dheer (jaantuska tamarta waqtiga ee elektarooniga, cagaarka), astaanta hadda jirta (buluug), iyo shucaaca ay soo saarto kor u qaadista heerka koowaad (guduud). XTCAV, godka isdhaafka ah ee X-band; cVMI, nidaamka sawir-qaadista khariidaynta degdegga ah ee isku-xidhka; FZP, Qalabka cabbira saxanka kooxda Fresnel

Dhammaan garaaca attosecond waxaa laga sameeyay buuq, sidaa darteed garaac kasta wuxuu leeyahay sifooyin kala duwan oo muuqaal iyo waqti-gooni ah, kuwaas oo cilmi-baarayaashu si faahfaahsan u sahamiyeen. Marka la eego muuqaallada, waxay isticmaaleen cabbiraha saxanka Fresnel si ay u cabbiraan muuqaallada garaaca shaqsiga ah ee dhererka undolator-ka ee kala duwan, waxayna ogaadeen in muuqaalladani ay ilaalinayeen qaabab mowjado siman xitaa ka dib kor u qaadis labaad, taasoo muujinaysa in garaacyadu ay ahaayeen kuwo aan isku mid ahayn. Qaybta waqtiga, qaybta xagasha ayaa la cabbiraa waxaana lagu gartaa qaabka hirarka domain-ka waqtiga ee garaaca. Sida lagu muujiyey Jaantuska 1, garaaca X-ray wuxuu ku dul yaal garaaca laysarka infrared-ka ee wareegsan. Sawir-qaadayaasha sawir-qaadayaasha ee uu ion gareeyay garaaca X-ray waxay soo saari doonaan xariiqyo jihada ka soo horjeeda awoodda vector-ka ee laysarka infrared-ka. Sababtoo ah goobta korantada ee laysarka ayaa wareegta waqti ka dib, qaybinta xawaaraha ee sawir-qaadayaasha waxaa lagu go'aamiyaa waqtiga sii deynta elektarooniga, xiriirka ka dhexeeya qaabka xagasha ee wakhtiga sii deynta iyo qaybinta xawaaraha ee sawir-qaadayaasha ayaa la aasaasay. Qaybinta dhaqdhaqaaqa sawir-qaadaha waxaa lagu cabbiraa iyadoo la adeegsanayo qalabka sawir-qaadista sawir-qaadista ee isku-dhafka ah ee degdega ah. Iyada oo lagu saleynayo natiijooyinka qaybinta iyo muuqaalka, qaab-dhismeedka mowjadaha waqtiga-goobta ah ee garaaca attosecond ayaa dib loo dhisi karaa. Jaantuska 2 (a) wuxuu muujinayaa qaybinta muddada garaaca, iyadoo dhexdhexaad ah 440 sida. Ugu dambeyntii, qalabka la socodka gaaska ayaa loo isticmaalay in lagu cabbiro tamarta garaaca, waxaana la xisaabiyay sawirka kala firdhisan ee u dhexeeya awoodda garaaca ugu sarreysa iyo muddada garaaca sida lagu muujiyey Jaantuska 2 (b). Saddexda habayn waxay u dhigmaan xaaladaha kala duwan ee diiradda saaraya iftiinka elektaroonigga, xaaladaha isku-xidhka waver iyo xaaladaha dib u dhaca kombaresarada birlabta. Saddexda habayn waxay soo saareen celcelis ahaan tamarta garaaca ee 150, 200, iyo 260 µJ, siday u kala horreeyaan, iyadoo leh awoodda ugu sarreysa ee ugu badan ee 1.1 TW.

Jaantuska 2. (a) Histogram-ka qaybinta ee dhererka badh-dhererka Muddada garaaca ballaca buuxa (FWHM); (b) Sawirka kala firdhisan oo u dhigma awoodda ugu sarreysa iyo muddada garaaca

Intaa waxaa dheer, daraasaddu waxay sidoo kale markii ugu horreysay aragtay ifafaalaha sii deynta soliton-ka ee u eg heerka sare ee X-ray, kaas oo u muuqda inuu yahay gaabin garaaca wadnaha oo joogto ah inta lagu jiro kordhinta. Waxaa sababa isdhexgal xooggan oo u dhexeeya elektaroonada iyo shucaaca, iyadoo tamartu si degdeg ah uga gudubto elektaroonada una gudubto madaxa garaaca X-ray oo dib ugu soo noqoto elektaroonada dabada garaaca wadnaha. Iyada oo loo marayo daraasad qoto dheer oo ku saabsan ifafaalahan, waxaa la filayaa in garaaca X-ray-ga oo leh muddo gaaban iyo awood sare oo sare lagu sii ogaan karo iyadoo la dheereynayo habka kor u qaadista shucaaca iyo ka faa'iidaysiga gaabinta garaaca wadnaha ee qaabka soliton-ka oo kale.