通過(guò)新的應(yīng)用與傳統(tǒng)
激光器 市場(chǎng)的占有率對(duì)比,
光纖激光器的市場(chǎng)進(jìn)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(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室(National Accelerator Laboratory in Stanford)和勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)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(lái),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(gè)“低-α 模式”的研發(fā),X 射線脈沖可達(dá)到1 ps。
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y2XjO8b G39t'^ZK*# 同時(shí),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(zhǎng)短至0.15nm 時(shí)大約1012 個(gè)X 射線光子。這些超快穩(wěn)固的X 射線脈沖,同時(shí)具有高的空間和時(shí)間的連貫性,使新的科學(xué)領(lǐng)域的研究從3-D 成像和重要的生物分子動(dòng)力學(xué)研究到表征物質(zhì)的瞬時(shí)狀態(tài)研究。
3*<W`yed .v{ty 在同步加速器和自由電子激光器(FELs)里,能量是通過(guò)電子束在一變化的磁場(chǎng)中傳遞得到的。電子行進(jìn)路線受變換極性的磁體陣列影響,來(lái)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(qiáng)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(zhǎng),電子束必須緊束,以便他們與釋放出來(lái)的光相互相干(有效地實(shí)現(xiàn)受激輻射)。
XJ+sm^`vOf iatQHn>( 因?yàn)樽杂呻娮蛹す馄鱂EL 沒(méi)有諧振腔并且是一個(gè)單通的設(shè)備,需要一束非常明亮的激光束來(lái)達(dá)到增益飽和狀態(tài)。有時(shí)這是通過(guò)使用傳統(tǒng)的超快激光源(如的Nd:YLF 或摻鈦藍(lán)寶石),激發(fā)在加速的射頻區(qū)域中的光電陰極,充當(dāng)電子注射器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)超快激光鎖定到主時(shí)鐘得到同步信號(hào)。主時(shí)鐘正在控制直線性加速器。
pppbn]%Ob o~B=[ f?QD##~; 圖1. 同步器原理圖/結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
\b->AXe8 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(shí)間分辨束線(time-resolved beamlines)已經(jīng)被開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)泵浦探測(cè)-研究。然而,對(duì)于這每一個(gè)結(jié)構(gòu),一個(gè)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(xué)平臺(tái),并需要日常維護(hù)保證它最佳的性能。
z,WrLZC A6VkVJZx 斯坦福大學(xué)教授亞倫林登貝格(Aaron Lindenberg)在斯坦福同步輻射實(shí)驗(yàn)室使用Calmar公司Cazadero 系列的一鍵式超快光纖激光器克服了這個(gè)問(wèn)題。設(shè)計(jì)應(yīng)用在OEM 醫(yī)療和微電子加工,激光器結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,設(shè)置簡(jiǎn)單,方便安裝,便于調(diào)整光束。此外,它的高脈沖能量(高達(dá)20uJ <500fs)和高重頻發(fā)揮了斯坦福同步輻射實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢(shì)。實(shí)現(xiàn)了一個(gè)良好的信噪比(time-resolved)的時(shí)間分辨的研究。
zFIbCv8 P^UcpU, nYY U 圖2. 互相關(guān)cross-correlation 信號(hào)同步發(fā)生器脈沖寬度
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