X射线自由电子激光振荡器研究获重要成果

日期： 2021-07-21

浏览次数: 14

来源：中国科学报

近日，上海光源中心自由电子激光团队在X射线自由电子激光振荡器研究中提出了一种产生涡旋X光的方法。研究表明，仅仅通过增益失谐的调节，X射线自由电子激光振荡器的输出就可以从传统的高斯光变为涡旋光。7月17日，相关成果以研究快报形式发表于《光学》。据悉，这是该刊发表的第一项X射线自由电子激光物理方面的研究工作。

涡旋光是一种特殊性质的光，其产生、调控和探测是光学领域的研究热点。涡旋光已经应用于很多领域，包括数据传输、操纵微观粒子运动和精密测量等。涡旋光的产生通常需要螺旋相位板或全息光栅等难以加工的光学器件，非常不易，尤其是X射线涡旋光的产生是一个亟待解决的关键问题。

自由电子激光是一种基于粒子加速器的先进光源，可以产生高亮度，短脉冲的X射线，涡旋光与自由电子激光结合有望为光子科学提供新的机遇。目前，自由电子激光产生涡旋X光的方案需要螺旋波荡器，并且要工作在调制激光的高次谐波上，同样不容易实现。

为了解决这个问题，研究人员提出了一种在X射线自由电子激光振荡器中产生全相干涡旋光的方法。该方法无需光学转换元件和螺旋波荡器，仅仅利用了增益失谐来控制高阶横向模式的增益，从而在传统X射线自由电子激光振荡器中自然地产生涡旋光。基于上海硬X射线自由电子激光装置的模拟结果显示，该方法能在1兆赫兹重复频率下产生单个脉冲能量为100微焦的涡旋X光束。论文通讯作者、中科院上海高等研究院研究员邓海啸告诉《中国科学报》，这是目前全相干涡旋X光的唯一产生方案，对于进一步拓展X射线自由电子激光振荡器研究、开发新的实验方法有重要意义。

据了解，2008年X射线自由电子激光振荡器概念提出以来，上海光源中心自由电子激光团队已经在X射线自由电子激光振荡器研究方面取得多项进展，持续推动相关研究发展。2012年，提出了X射线自由电子激光振荡器的谐波运行模式，在该模式下，中等能量电子束团可以驱动X射线自由电子激光振荡器，极大降低了对电子束能量的要求。2018年，提出了增益光导型X射线自由电子激光振荡器，在没有聚焦元件状态下，增益自聚焦效应可以维持X射线自由电子激光振荡器的横向模式，而输出效率和稳定性不受影响。

上一篇：自然资源部办公厅关于加强和改进矿产执法工作的通知下一篇：美国国家能源技术实验室与美国地质调查局签署协议　旨在加强稀土元素研究

Hot News / 相关推荐

沉痛悼念蔡乐敏同志

2025 - 09 - 12

点击次数: 7

2025年9月11日上午，江苏省稀土行业协会副秘书长、办公室主任蔡乐敏同志遗体告别仪式于苏州殡仪馆海棠厅举行。江苏省稀土行业协会、上海市稀土协会及相关企业代表、生前好友等出席仪式。全国各省市稀土行业协会敬献花篮，寄托对蔡乐敏同志的深切哀悼，共同缅怀这位在行业内备受尊敬的同仁。蔡乐敏同志的一生，是为稀土事业奋斗不息的一生。自江阴加华的基层岗位至江苏省稀土行业协会副秘书长、办公室主任之职...

沉痛悼念蔡乐敏同志

2025 - 09 - 12

点击次数: 8

美国HyProMag将磁体回收能力提高两倍

2025 - 09 - 12

点击次数: 8

来源：中国稀土网美国磁体回收商HyProMag计划向内华达州和南卡罗来纳州扩张，将磁体回收能力提高两倍。该公司的投资者Mkango公司宣布，HyProMag正在得克萨斯州达拉斯-沃斯堡(DFW)建设其稀土磁体回收和制造工厂，同时也在研究在南卡罗来纳州威利斯顿和内华达州里诺建设新工厂的机会。达拉斯-沃斯堡中心在40年的运行寿命内，每年可回收750吨烧结钕铁硼磁体和807吨钕铁硼副产品。商业运营计划于...

手性稀土纳米材料：合成、光学特性和潜在应用

2025 - 09 - 12

点击次数: 7

来源：X-MOL手性稀土纳米材料通过手性结构或配体赋予光学活性，由于圆偏振发光、卓越的光稳定性和可调光学等独特性能，在光电显示、生物传感、信息加密和催化方面具有广阔的应用潜力。本文系统地总结了最新进展，重点介绍了合成策略、独特的光学特性以及各领域应用的实验论证。最后，讨论了未来发展的前景和挑战。这些研究促进了对圆偏振发光的理解，并能够灵活设计和制造具有工程功能的手性稀土纳米材料，解决光电显示器和生...