સંપૂર્ણ સુસંગત મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન લેસરના અભ્યાસમાં પ્રગતિ કરવામાં આવી છે

ચાઈનીઝ એકેડેમી ઓફ સાયન્સની ફ્રી ઈલેક્ટ્રોન લેસર ટીમે સંપૂર્ણ સુસંગત ફ્રી ઈલેક્ટ્રોન લેસરોના સંશોધનમાં પ્રગતિ કરી છે. શાંઘાઈ સોફ્ટ એક્સ-રે ફ્રી ઈલેક્ટ્રોન લેસર ફેસિલિટી પર આધારિત, ચાઈના દ્વારા પ્રસ્તાવિત ઈકો હાર્મોનિક કાસ્કેડ ફ્રી ઈલેક્ટ્રોન લેસરની નવી મિકેનિઝમ સફળતાપૂર્વક ચકાસવામાં આવી છે, અને ઉત્કૃષ્ટ પ્રદર્શન સાથે સોફ્ટ એક્સ-રે સુસંગત રેડિયેશન મેળવવામાં આવ્યું છે. તાજેતરમાં, પરિણામો ઇકો-સક્ષમ હાર્મોનિક કાસ્કેડ ફ્રી ઇલેક્ટ્રોન લેસરોમાંથી સુસંગત અને અલ્ટ્રા-શોર્ટ સોફ્ટ એક્સ-રે પલ્સ શીર્ષક હેઠળ ઓપ્ટિકામાં પ્રકાશિત થયા હતા.

એક્સ-રે ફ્રી ઇલેક્ટ્રોન લેસર એ વિશ્વના સૌથી અદ્યતન પ્રકાશ સ્ત્રોતોમાંનું એક છે. હાલમાં, મોટાભાગના આંતરરાષ્ટ્રીય એક્સ-રે ફ્રી ઈલેક્ટ્રોન લેસરો સેલ્ફ-એમ્પ્લીફાઈંગ સ્પોન્ટેનિયસ એમિશન મિકેનિઝમ (SASE) પર આધારિત છે, SASE ખૂબ જ ઊંચી પીક બ્રાઈટનેસ અને ફેમટો લેવલની અલ્ટ્રા-શોર્ટ પલ્સ પહોળાઈ અને અન્ય ઉત્તમ કામગીરી ધરાવે છે, પરંતુ SASE કંપન અવાજ દ્વારા, તેની કિરણોત્સર્ગ પલ્સની સુસંગતતા અને સ્થિરતા ઊંચી નથી, તે એક્સ-રે બેન્ડ "લેસર" નથી. આંતરરાષ્ટ્રીય મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન લેસરના ક્ષેત્રમાં વિકાસની સૌથી મહત્વપૂર્ણ દિશાઓમાંની એક પરંપરાગત લેસર ગુણવત્તા સાથે સંપૂર્ણ સુસંગત એક્સ-રે કિરણોત્સર્ગ પેદા કરવાનો છે, અને મહત્વની રીત એ છે કે બાહ્ય બીજ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન લેસર ઓપરેટિંગ મિકેનિઝમનો ઉપયોગ કરવો. બાહ્ય બીજ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન લેસરનું રેડિયેશન બીજ લેસરની લાક્ષણિકતાઓને વારસામાં મેળવે છે, અને બાહ્ય પંપ લેસર સાથે સંપૂર્ણ સુસંગતતા, તબક્કા નિયંત્રણ અને ચોક્કસ સુમેળ જેવી ઉત્તમ લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે. જો કે, બીજ લેસરની તરંગલંબાઇ અને પલ્સ પહોળાઈની મર્યાદાને કારણે, બાહ્ય બીજ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન લેસરની ટૂંકી તરંગલંબાઇ કવરેજ અને પલ્સ લંબાઈ ગોઠવણ શ્રેણી મર્યાદિત છે. બાહ્ય બીજ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન લેસરના ટૂંકા તરંગલંબાઇના કવરેજને વધુ વિસ્તૃત કરવા માટે, તાજેતરના વર્ષોમાં વિશ્વમાં ઇકો હાર્મોનિક જનરેશન જેવા નવા ફ્રી ઇલેક્ટ્રોન લેસર ઓપરેટિંગ મોડ્સનો જોરશોરથી વિકાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે.

બાહ્ય બીજ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન લેસર એ ચીનમાં ઉચ્ચ લાભ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન લેસર વિકસાવવા માટેના મુખ્ય તકનીકી માર્ગો પૈકી એક છે. હાલમાં, ચીનમાં ચારેય હાઈ ગેઈન ફ્રી ઈલેક્ટ્રોન લેસર ઉપકરણોએ બાહ્ય બીજ ઓપરેશન મોડ અપનાવ્યો છે. શાંઘાઈ ડીપ અલ્ટ્રાવાયોલેટ ફ્રી ઈલેક્ટ્રોન લેસર ફેસિલિટી અને શાંઘાઈ સોફ્ટ એક્સ-રે ફ્રી ઈલેક્ટ્રોન લેસર ફેસિલિટી પર આધારિત, વૈજ્ઞાનિકોએ ક્રમિક રીતે પ્રથમ ઈન્ટરનેશનલ ઈકો ટાઈપ ફ્રી ઈલેક્ટ્રોન લેસર લાઈટ એમ્પ્લીફિકેશન અને પ્રથમ આત્યંતિક અલ્ટ્રાવાયોલેટ ઈકો પ્રકાર ફ્રી ઈલેક્ટ્રોન લેસર સેચ્યુરેશન એમ્પ્લીફિકેશન હાંસલ કર્યું છે. બાહ્ય બીજ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન લેસરને ટૂંકી તરંગલંબાઇમાં વધુ પ્રોત્સાહન આપવા માટે, સંશોધન ટીમે સ્વતંત્ર રીતે ઇકો હાર્મોનિક કાસ્કેડ સાથે સંપૂર્ણ સુસંગત મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન લેસરની નવી પદ્ધતિનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો, જેને શાંઘાઈ સોફ્ટ એક્સ-રે ફ્રી ઇલેક્ટ્રોન લેસર ઉપકરણ દ્વારા અપનાવવામાં આવ્યો. મૂળભૂત યોજના, અને સોફ્ટ એક્સ-રે બેન્ડમાં સૈદ્ધાંતિક ચકાસણીથી લાઇટ એમ્પ્લીફિકેશન સુધીની સમગ્ર પ્રક્રિયા પૂર્ણ કરી. સંશોધનનાં પરિણામો દર્શાવે છે કે પારંપરિક બાહ્ય બીજ પ્રકારની ચાલી રહેલ પદ્ધતિની સરખામણીમાં, આ મિકેનિઝમ અત્યંત ઉત્તમ સ્પેક્ટ્રલ લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે, અલ્ટ્રાફાસ્ટ એક્સ-રે પલ્સ ડાયગ્નોસિસ ટેક્નોલોજીના સ્વતંત્ર વિકાસના સંશોધકોને અપનાવીને (https://doi.org/10.1016) /j.fmre.2022.01.027), પલ્સ લેન્થ કંટ્રોલ અને અલ્ટ્રાફાસ્ટ પલ્સ જનરેશનમાં આ નવી મિકેનિઝમની શ્રેષ્ઠ કામગીરી વધુ ચકાસવામાં આવી છે. સંબંધિત સંશોધન પરિણામો સબનેનોમીટર બેન્ડમાં સંપૂર્ણ સુસંગત મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન લેસરોની પેઢી માટે એક શક્ય તકનીકી માર્ગ પૂરો પાડે છે, અને એક્સ-રે નોનલાઇનર ઓપ્ટિક્સ અને અલ્ટ્રાફાસ્ટ ભૌતિક રસાયણશાસ્ત્રના ક્ષેત્રો માટે એક આદર્શ સંશોધન સાધન પ્રદાન કરશે.

ઇકો હાર્મોનિક કાસ્કેડ ફ્રી ઇલેક્ટ્રોન લેસરમાં ઉત્તમ સ્પેક્ટ્રલ પ્રદર્શન છે: ડાબી છબી પરંપરાગત કાસ્કેડ મોડ છે, અને જમણી છબી ઇકો હાર્મોનિક કાસ્કેડ મોડ છે

એક્સ-રે પલ્સ લંબાઈ ગોઠવણ અને અલ્ટ્રાફાસ્ટ પલ્સ જનરેશન ઇકો હાર્મોનિક કાસ્કેડ દ્વારા અનુભવી શકાય છે