热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

无需器件 增益失谐让X光“转圈圈”

2021-07-22 14:45     来源:中科院     X射线

X射线自由电子激光振荡器产生全相干涡旋X光示意图。上海高等研究院供图

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。近日,相关成果发表于《光学》。

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。

相关论文信息:https://doi.org/10.1364/OPTICA.428341

中国核能高质量发展大会

推荐阅读

美国宇航局的费米发现一个奇怪的高能辐射脉冲冲向地球

2020 年 8 月 26 日,美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜探测到了一个高能辐射脉冲,该脉冲已经向地球加速了近一半的宇宙年龄。只持续了大约一秒钟,结果证明它是记录簿中的一个——有史以来由大质量恒星死亡引起的最短伽马射线爆发 (GRB)。 2021-07-27

纳米结构的X射线视图

利用一系列不同的X射线技术,科学家们观察到了微小的氧化钴晶体的形成,其直径仅有几纳米,并观察到这些晶体在形成过程中连接起来,产生均匀的组合。 2021-07-26

更接近紧凑型 X 射线激光器

被称为自由电子激光器的光源可以产生用于广泛应用的强烈 X 射线辐射。该过程通常需要巨大的粒子加速器,但一项实验显示了如何克服这一限制。 2021-07-26

第一个为激光提供动力的微型粒子加速器

20 年来,物理学家一直在努力使粒子加速器小型化——作为原子粉碎机和 X 射线源的巨大机器。这项努力迈出了一大步,因为中国的物理学家使用小型“等离子体尾流加速器”为一种称为自由电子激光器 (FEL) 的激光器提供动力。 2021-07-26

X射线有效检测SMT贴片加工电子零件移位

X射线检测仪具有很强的穿透性,其透视图可显示焊点厚度、形状及质量密度分布,这此目标能充分反映出焊点的焊接质量,如开路、短路、孔、洞内部气泡以及锡量不足。 2021-07-26

阅读排行榜