Eksperimentas atskleidžia naujas sinchroninių šviesos šaltinių galimybes.

Iliustracija, rodanti, kaip elektronų moduliacija lazeriu buvo panaudota kuriant lazerio šviesą skleidžiančias mikrobangas. Kreditas: Tsinghua universitetas.

Tarptautinė komanda, atlikdama jaudinančius eksperimentus, parodė, kaip įvairios yra sinchroninių šviesos šaltinių naudojimo galimybės.

Pažangiausias šviesos šaltinis tyrimams priklauso nuo dalelių greitintuvo. Tai yra dideli įrenginiai, kuriuose elektronai pagreitėja beveik iki šviesos greičio, o tada skleidžia specialių simbolių šviesos impulsus. Žiede esančiame sinchrotroniniame spinduliavimo šaltinyje elektronų grupė žiede keliauja milijardus apsisukimų, o tada magnete sukuria labai ryškų, nuolatinį šviesos impulsą.

Priešingai, laisvųjų lazerių elektronų (FEL) elektronų sankaupos paspartėja linijiniu būdu, tada skleidžia ypač ryškią į lazerį panašią šviesą. „Ring“, „Storage and FEL“ šaltinis pastaraisiais metais palengvino pažangą daugelyje sričių, pradedant biologinių ir medicininių klausimų įžvalgomis ir baigiant medžiagų tyrimais.

Kinijos ir Vokietijos komanda parodė, kad sinchrotroninės spinduliuotės šaltiniuose gali būti generuojami impulsų modeliai, kurie sujungia abiejų sistemų pranašumus. Sinchroninis šaltinis siunčia mažus, koncentruotus, trumpus elektronus, kurie gamina į lazerį panašius radiacijos impulsus. (Kaip ir su FEL), bet taip pat gali atitinkamai sekti vienas kitą. (Tas pats kaip sinchrotrono šviesos šaltinis)

Ši koncepcija buvo sukurta maždaug prieš dešimt metų poemoje „Stabilios būsenos mikrobangai“ (SSMB), kurią vedė pagrindinis akseleratoriaus teoretikas Aleksandras Chao ir jo doktorantas Danielis Ratneris iš Stanfordo universiteto. Šis mechanizmas turėtų leisti sulaikymo žiedui generuoti ne tik šviesos impulsus. Bet tik esant dideliam pasikartojimui Tačiau taip pat ir nuolatinė spinduliuotė, pavyzdžiui, lazeriai. Xiujie Dengas, jaunas fizikas iš Tsinghua universiteto (Pekinas), šias idėjas pateikė doktorantūroje ir atliko tolesnius teorinius tyrimus. Chao susisiekė su greitintuvo fiziku. 2017 m. HZB, kuris valdo šviesos šaltinių metrologiją. (MLS) PTB, be BESSY II minkšto rentgeno spindulių šaltinio HZB.

MLS buvo pirmasis šviesos šaltinis pasaulyje, kurį dizainas optimizavo darbui vadinamojoje. Šiame režime elektronų sankaupos gali būti labai sutrumpintos. Tyrėjai toliau plėtojo šį specialų veikimo būdą daugiau nei 10 metų. „Atlikdami šį kūrimo darbą, mes sugebėjome patenkinti iššūkius keliančius fizinius reikalavimus, keliamus empiriniam SSMB principų tvirtinimui MLS“, – sakė akceleratorius Markusas Riesas.

„SSMB komandos teorijos grupė nustatė fizines ribines sąlygas, kad parengiamojo etapo metu būtų pasiektas optimalus darbas. Tai leido mums atkurti mašinos būseną naudojant MLS ir pakankamai ją pakoreguoti naudojant „Deng“, kol pavyko aptikti ieškomą pulso modelį “, – praneša HZB greitintuvo fizikas Jörgas Feikesas.

HZB ir PTB ekspertai naudoja optinius lazerius, kurių šviesos bangos yra sujungtos su erdvine ir laiko sinchronizacija su elektronų grupėmis MLS. Tai moduliuoja krūvos elektronų energiją. Kelių milimetrų ilgio, suskaidytas į mikrobankus (vos 1 m ilgio) po vieną apsisukimo izoliacijos žiede, ir tada skleidžia šviesos impulsus, kurie nuosekliai sustiprina vienas kitą kaip lazerį “, – aiškina Jörgas Feikesas. Empirinį koherentinių spindulių užfiksavimą lengva. Tačiau mūsų PTB kolegos sukūrė naujovišką optinio jutimo bloką, kurio aptikimas buvo sėkmingas “.

“Puikus ateities SSMB šaltinis yra tas, kad jie generuoja į lazerį panašius spindulius ir be matomo” šviesos “spektro, pavyzdžiui, EUV metu”, – sakė PTB departamento vadovas prof. Mathiasas Richteris. Saw and Ries pabrėžė: ” paskutiniame etape SSMB šaltinis galėjo pateikti naują simbolių spindulį. Impulsai yra koncentruoti, sutelkti ir siauri. Jie sujungia sinchrotroninės šviesos pranašumus su FEL impulsų pranašumais. “Feikesas pridūrė:„ Ši spinduliuotė gali būti tinkama naudoti pramonėje. Pirmasis šviesos šaltinis, naudojęs SSMB išskirtinai EUV litografijos programoms, yra planavimo etape netoli Pekino “.

Nuoroda: „Mechanizmo eksperimento demonstravimas mikrogrupės Nuolatinėje būsenoje “, – 2021 m. Vasario 24 d. Xiujie Deng, Alexander Chao, Jörg Feikes, Arne Hoehl, Wenhui Huang, Roman Klein, Arnold Kruschinski, Ji Li, Aleksandr Matveenko, Jurijus Petenevas, Markus Ries, Chuanxiang Tang ir Lixin Yan. gamta.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03203-0

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Išradingi vandenyno mikrobai puikiai renka maistą, kai jo trūksta

Coscinodiscus wailesii diatoma su pritvirtinta Pseudovorticella coscinodisci ciliarine epibionte. Brūkšninės linijos gaunamos iš srautų, kuriuos generuoja silikatiniai epibionai. Šaltinio vaizdo įrašas buvo...

Netikėti pterozaurai lengvai galėjo skristi

Nuotraukoje pavaizduota Pterodaustro guinazui banda. Autorius: dr. Markas Wittonas Naujai suformuoti pterozaurai galėjo skristi, tačiau jų skraidymo įgūdžiai galėjo skirtis nuo suaugusiųjų pterozaurų. Pterozaurai -...

Žindymas – net kelias dienas – susijęs su mažesniu vaikystės kraujospūdžiu

Net keletą dienų žindomų kūdikių kraujospūdis 3 metų amžiaus yra žemesnis nei vaikų, kurie niekada nemaitino krūtimi. Žindomų naujagimių kraujospūdis yra žemas, neatsižvelgiant į jų...

Dirbtinio intelekto naudojimas norint rasti senėjimo cheminius junginius

Iki Surėjaus universitetas 2021 m. Liepos 24 d Surrey universitetas sukūrė dirbtinio intelekto (AI) modelį, kuris identifikuoja sveiką senėjimą skatinančius cheminius junginius, atverdamas kelią farmacijos naujovėms,...

NASA apdovanojo „SpaceX“ sutartį su „Europa Clipper“ misijos įkūrimu

Jis yra NASA 2021 m. Liepos 24 d Šis vaizdas, patikslintas 2020 m. Gruodžio mėn., Rodo NASA erdvėlaivį „Europa Clipper“. Vidaus vandenynams padvigubėjus žemės vandenynų...

Newsletter

Subscribe to stay updated.