中科院上海高研院的科學(xué)家提出并驗(yàn)證了一種基于自參考光譜干涉測量法的超短自由電子激光脈沖單次診斷的新方法。他們的創(chuàng)新方法發(fā)表在《物理評論快報(bào)》上，為超快科學(xué)實(shí)驗(yàn)的挑戰(zhàn)提供了一個(gè)有前途的解決方案。

阿秒光脈沖可用于觀察和操縱原子和分子中的電子運(yùn)動(dòng)，從而幫助科學(xué)家更深入地了解化學(xué)反應(yīng)、電子結(jié)構(gòu)和分子動(dòng)力學(xué)。阿秒X射線自由電子激光器的完整光譜時(shí)間診斷對超快科學(xué)實(shí)驗(yàn)具有重要意義。然而，這些脈沖的精確單次表征一直是阿秒X射線自由電子激光器應(yīng)用的主要瓶頸。

在馮超教授的帶領(lǐng)下，研究人員提出了一種利用頻率拉動(dòng)效應(yīng)來誘導(dǎo)頻譜切變的方法。這種方法允許從同一電子束生成超快輻射脈沖和參考脈沖，從而實(shí)現(xiàn)輻射脈沖的自參考光譜干涉測量。

方案布局示意圖及阿秒脈沖X射線自由電子激光脈沖的時(shí)域-頻域重構(gòu)方法

借助上海軟X射線自由電子激光裝置的參數(shù)，研究人員證明該方法可以準(zhǔn)確地重建阿秒X射線脈沖的完整光譜時(shí)間信息，重建錯(cuò)誤率小于6%。

與自由電子激光設(shè)備中的傳統(tǒng)超快脈沖診斷方法相比，這種方法具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。它采用簡單的設(shè)備，但在實(shí)時(shí)和單次測量中實(shí)現(xiàn)了高診斷效率。

同時(shí)，它為較短的輻射脈沖提供完整的光譜時(shí)間信息和更高的診斷精度。這些優(yōu)勢為優(yōu)化和微調(diào)超快X射線自由電子激光器以及未來基于X射線自由電子激光器的阿秒科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了一種獨(dú)特的診斷方法。

該研究標(biāo)志著阿秒自由電子激光脈沖高精度實(shí)時(shí)診斷的重大突破。

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