研究目的
产生具有前所未有的大带宽(最高可调至2%)的硬X射线自由电子激光(FEL)辐射,并通过仅需四极磁铁的简单方法证明其连续可调性。
研究成果
已证实可产生带宽可调谐幅度达2%的X射线自由电子激光辐射。瑞士光源(SwissFEL)产生的宽带脉冲通过显著提升多种实验技术的效率,为X射线科学领域取得突破性进展铺平了道路。
研究不足
光谱亮度或光辉随带宽增加而按比例降低。此处采用的宽带脉冲生成方法也可用于其他设施,但瑞士自由电子激光(SwissFEL)相比大多数现有X射线自由电子激光设施具有两大优势。
1:实验设计与方法选择:
通过优化压缩装置来最大化电子束的能量啁啾,从而提升带宽。
2:样本选择与数据来源:
实验在瑞士保罗谢勒研究所的X射线自由电子激光装置SwissFEL上进行。
3:实验设备与材料清单:
SwissFEL装置、四极磁铁、光谱仪、单色仪、光电二极管。
4:实验步骤与操作流程:
电子束在两个束流压缩器(BC1和BC2)中进行纵向压缩。使用X波段腔体对压缩过程进行线性化处理。SwissFEL配备两个横向偏转结构(TDS)用于诊断束流的纵向特性。
5:数据分析方法:
利用相对分辨率介于2×10??至5×10??之间、视场范围约为辐射波长0.5%的光谱仪,对SwissFEL的FEL光谱进行逐发测量。
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SwissFEL
Paul Scherrer Institut
x-ray free-electron laser facility
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quadrupole magnet
to induce a transverse tilt to the electron beam
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spectrometer
to measure the FEL spectra at SwissFEL
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monochromator
to measure the broadband pulses
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photodiode
to record the output intensity
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