科学家开发出单次表征超短自由电子激光脉冲的新方法
发布时间：2023-11-29 03:08:53.000Z
该方法的原理图及阿秒x射线自由电子激光脉冲的光谱时间重建
中国科学院上海高级研究所(SARI)的科学家们提出并验证了一种基于自参考光谱干涉测量法的超短自由电子激光脉冲单次表征的新方法。他们的创新方法发表在《Physical Review Letters》上，为超快科学实验的挑战提供了一个有希望的解决方案。
阿秒光脉冲可以用来观察和操纵原子和分子中的电子运动，从而帮助科学家更深入地了解化学反应、电子结构和分子动力学。完整的阿秒x射线自由电子激光器的光谱时间表征对超快科学实验具有重要意义。然而，这些脉冲的精确单次表征一直是阿秒x射线自由电子激光器应用的主要瓶颈。
在冯超教授的领导下，研究人员提出了一种利用频率拉动效应诱导光谱剪切的方法。这种方法可以从同一电子束中产生超快辐射脉冲和参考脉冲，从而实现辐射脉冲的自参考光谱干涉测量。借助上海软x射线自由电子激光设备的参数，研究人员证明，该方法可以准确地重建阿秒x射线脉冲的完整光谱时间信息，重建错误率小于6%。与传统的自由电子激光设备的超快脉冲表征方法相比，该方法具有许多优点。它采用简单的设备，但在实时和单次测量中实现了很高的诊断效率。同时，它提供了完整的光谱时间信息，对较短的辐射脉冲具有较高的诊断精度。这些优点为超快x射线自由电子激光器的优化和微调以及未来基于x射线自由电子激光器的阿秒科学实验提供了独特的诊断方法。
该研究标志着阿秒自由电子激光脉冲高精度实时诊断的重大突破。
