中科院上海高研院自由電子激光團隊在超快自由電子激光脈沖診斷研究方面取得重要進展，提出并驗證了基于自參考干涉光譜對超快自由電子激光脈沖進行單發(fā)診斷的新方法，為破解阿秒自由電子激光高精度實時診斷的難題提供了全新的思路。相關研究成果以“Self-Referenced Spectral Interferometry for Single-Shot Characterization of Ultrashort Free-Electron Laser Pulses”為題發(fā)表在Physical Review Letters上。論文的第一作者為中國科學院上海應用物理研究所的博士研究生肖耀宗，通訊作者為中國科學院上海高等研究院的馮超研究員。 @uXF(KDX  
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探索微觀世界物質轉化的基本過程，諸如光電發(fā)射延遲、價電子的運動、電荷的轉移等等，迫切需要具有阿秒（10-18秒）級時間分辨能力的先進光源。阿秒光源可以用來觀察和操控原子和分子內部的電子運動，這有助于我們更深入地理解化學反應、電子結構和分子動力學，對于材料科學和化學研究具有重要意義。近年來，X射線自由電子激光物理和技術取得了重大突破，已能夠產(chǎn)生具有極高峰值亮度的阿秒X射線脈沖，有望為阿秒科學研究提供革命性的工具。除了阿秒脈沖的產(chǎn)生，阿秒X射線自由電子激光的完整時域-頻域信息診斷對于超快科學實驗同樣重要，如何對這些信息進行高精度實時診斷就成為了限制阿秒X射線自由電子激光應用的關鍵瓶頸。針對這一問題，上海高研院自由電子激光團隊基于我國自由電子激光大科學裝置開展了系統(tǒng)的研究工作。   qXcHf6  
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直接電場重建的光譜相位干涉測量法（SPIDER）是近些年來在超快激光領域快速發(fā)展的一種脈沖重構方法，該方法的關鍵是產(chǎn)生一對具有適當光譜剪切量的復制脈沖，這個過程中一般需要使用非線性晶體材料，這使得該方法向短波長拓展極為困難。在本項研究工作中，研究團隊創(chuàng)新性地提出利用自由電子激光的頻率牽引效應來產(chǎn)生光譜剪切量，超快輻射脈沖和參考脈沖都由同一個電子束產(chǎn)生，從而巧妙地實現(xiàn)了輻射脈沖的自參考頻譜干涉，通過利用小波變換算法對SPIDER進行改進，可以進一步提高重構的信噪比和效率，利用上海軟X射線自由電子激光裝置的參數(shù)，研究團隊展示了采用該方法可以準確地對阿秒X射線脈沖的完整時域-頻域信息進行重構，重構誤差小于6%。與傳統(tǒng)自由電子激光裝置中的超快脈沖診斷方法相比，該方法具有設備簡單、診斷效率高（實時、單發(fā)）、可同時獲得完整的時域-頻域信息以及輻射脈沖越短診斷精度越高等優(yōu)點，這為超快X射線自由電子激光的調試優(yōu)化以及未來基于X射線自由電子激光的阿秒科學實驗提供了全新的診斷手段。 =f4>vo}@k  
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該工作得到了國家自然科學基金和上海市科委青年科技啟明星等項目的支持。 >|IUjv2L  
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