最新一項(xiàng)的研究，如何測量從自由電子激光器（FEL）發(fā)出的高頻光的超短脈沖。通過使用光感應(yīng)電離本身創(chuàng)建飛秒光學(xué)快門，該技術(shù)將FEL脈沖的電場編碼為可見光脈沖，以便可以使用標(biāo)準(zhǔn)的慢速可見光相機(jī)對(duì)其進(jìn)行測量。

洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）的帕梅拉·鮑蘭（Pamela Bowlan）表示：“這項(xiàng)工作有可能導(dǎo)致針對(duì)FEL的新在線診斷，該診斷可以確定每個(gè)光脈沖的確切脈沖形狀。該信息可以幫助最終用戶和加速器科學(xué)家。國家實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的首席研究員。該論文于2021年4月12日在Optica上發(fā)表。“這項(xiàng)工作還為測量X射線脈沖或飛秒時(shí)間分辨的X射線圖像鋪平了道路�！�

通過電離產(chǎn)生的光學(xué)快門允許普通相機(jī)測量來自自由電子激光的飛秒脈沖。

由一公里長的線性加速器驅(qū)動(dòng)的自由電子激光器發(fā)出短波長的光脈沖，持續(xù)時(shí)間達(dá)四分之一秒。結(jié)果，它們可以用作頻閃燈，以觀察自然界中最快的事件（原子或分子運(yùn)動(dòng)），因此有望徹底改變我們對(duì)幾乎任何物質(zhì)的理解。

以前已經(jīng)證明了測量如此迅速消失的電離輻射的挑戰(zhàn)。但是，盡管電子設(shè)備太慢而無法測量這些光脈沖，但光學(xué)效果實(shí)際上可能是瞬時(shí)的。將連續(xù)激光的所有能量壓縮成短脈沖意味著飛秒激光脈沖非常明亮，并具有改變材料吸收或折射的能力，從而有效地產(chǎn)生了瞬時(shí)“光學(xué)百葉窗”。

這個(gè)想法已被廣泛用于測量可見光飛秒激光脈沖。但是，來自FEL的高頻極紫外光與物質(zhì)的相互作用不同。這種光正在電離，這意味著它將電子從其原子中拉出。研究人員表明，電離本身可以用作“飛秒光學(xué)快門”，用于測量31納米的極紫外激光脈沖。

Bowlan說：“電離通常會(huì)改變一種材料的光學(xué)性能達(dá)納秒，這比FEL脈沖持續(xù)時(shí)間慢10,000倍�！� “但是，電離上升沿的持續(xù)時(shí)間明顯更快，這取決于電子離開原子要花多長時(shí)間。這種光學(xué)性質(zhì)的變化可以充當(dāng)測量FEL脈沖所需的快速快門�！�

相關(guān)鏈接：https://phys.org/news/2021-04-method-super-fast-free-electron-laser.html