通過新的應(yīng)用與傳統(tǒng)
激光器市場的占有率對比,
光纖激光器的市場進一步提升是有可能的。研究人員也正在使超快光纖激光技術(shù)應(yīng)用在多用戶應(yīng)用上,如斯坦福SLAC 國家加速器實驗室(National Accelerator Laboratory in Stanford)和勞倫斯伯克利國家實驗室(LBNL)(Lawrence Berkeley National Laboratory in Berkeley),他們都在加利福尼亞州。同步加速器和自由電子激光器(FELs)的發(fā)展,給研究者提供了通往更亮、更短的X 射線源。多年來,斯坦福同步輻射
光源(SSRL)提供X 射線脈沖,研究
材料的分子和晶體結(jié)構(gòu)。最近,一個“低-α 模式”的研發(fā),X 射線脈沖可達到1 ps。
$Br^c< y X1<)B]y 同時,在斯坦福直線加速器中心(SLAC)的直線加速器相干光源(LCLS)提供亞百飛秒脈沖,在
波長短至0.15nm 時大約1012 個X 射線光子。這些超快穩(wěn)固的X 射線脈沖,同時具有高的空間和時間的連貫性,使新的科學領(lǐng)域的研究從3-D 成像和重要的生物分子動力學研究到表征物質(zhì)的瞬時狀態(tài)研究。
NOyLZa' |UnTd$m 在同步加速器和自由電子激光器(FELs)里,能量是通過電子束在一變化的磁場中傳遞得到的。電子行進路線受變換極性的磁體陣列影響,來回彎曲,導(dǎo)致以光的形式釋放能量。就同步加速器而言,激光是空間不連續(xù)的,典型脈沖是100fs,但是自由電子激光器(FELs)發(fā)射出強烈的空間相干光光束,脈寬短至幾十飛秒。為了工作在穩(wěn)定的X 射線波長,電子束必須緊束,以便他們與釋放出來的光相互相干(有效地實現(xiàn)受激輻射)。
+azPpGZ= +^YV>; 因為自由電子激光器FEL 沒有諧振腔并且是一個單通的設(shè)備,需要一束非常明亮的激光束來達到增益飽和狀態(tài)。有時這是通過使用傳統(tǒng)的超快激光源(如的Nd:YLF 或摻鈦藍寶石),激發(fā)在加速的射頻區(qū)域中的光電陰極,充當電子注射器來實現(xiàn)的。通過超快激光鎖定到主時鐘得到同步信號。主時鐘正在控制直線性加速器。
UQ|0Aqwq _zh}%#6L 3+A 0O%0* 圖1. 同步器原理圖/結(jié)構(gòu)簡圖
gZM{]GQ 另外,世界各地的一些同步加速器,使用傳統(tǒng)的超快光源,時間分辨束線(time-resolved beamlines)已經(jīng)被開發(fā),實現(xiàn)泵浦探測-研究。然而,對于這每一個結(jié)構(gòu),一個重大的缺陷是:傳統(tǒng)的固態(tài)超快放大器通常消耗巨大的
光學平臺,并需要日常維護保證它最佳的性能。
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