Лазер на свободных электронах нового поколения работает стабильно благодаря системе «фантомного» луча

Учёные впервые продемонстрировали стабильную работу компактного лазера на свободных электронах (ЛСЭ) в течение восьми часов. Достижение стало возможным благодаря использованию лазерно-плазменного ускорителя (ЛПА) и активной системы стабилизации. ЛПА, в отличие от традиционных линейных ускорителей, позволяет значительно уменьшить размеры ЛСЭ, используя мощные лазерные импульсы для ускорения электронов в плазме. Система стабилизации в реальном времени отслеживает и корректирует параметры лазерного луча, а также использует маломощный «фантомный луч» для обнаружения и компенсации незначительных флуктуаций.

Установка, разработанная в центре BELLA Берклиевской лаборатории, генерировала электронные пучки с энергией 100 МэВ и частотой 1000 Гц, обеспечивая работу ЛСЭ на длине волны 420 нанометров (видимый свет). Исследователи планируют увеличить энергию до 500 МэВ для получения излучения в диапазоне от 20 до 30 нанометров (близком к ультрафиолетовому и рентгеновскому), что расширит возможности применения ЛСЭ. Данное достижение открывает перспективы для создания более доступных и широко используемых ЛСЭ в различных областях, включая материаловедение, медицину и промышленность. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Accelerators and Beams.

Источник:interestingengineering