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X射線自由電子激光試驗裝置在8.8納米實現大于10微焦的脈沖輸出

發布:opticseditor    |    2020-02-21 10:51    閱讀:273
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國家重大科技基礎設施——X射線自由電子激光試驗裝置(簡稱SXFEL試驗裝置)調試取得新進展,首次在軟X射線8.8納米波長實現大于10微焦的脈沖能量輸出。

SXFEL試驗裝置團隊經過5年的努力,于1月18日凌晨首次在8.8納米實現了大于10微焦的全相干自由電子激光輸出,輸出能量最大12微焦,對應5千億個光子。這是我國已經實現的輸出波長最短的自由電子激光,標志著我國已經掌握了軟X射線自由電子激光裝置的物理設計、關鍵技術和集成調試。此外,SXFEL試驗裝置的技術積累和人才培養為SXFEL用戶裝置和硬X射線自由電子激光裝置的建設奠定了基礎。

SXFEL試驗裝置的科學目標為探索兩級外種子自由電子激光級聯模式,發展硬X射線自由電子激光裝置的技術路線,解決并掌握關鍵技術。該裝置由光陰極注入器、主加速器、兩級級聯波蕩器和公用設施等組成,設計波長為8.8納米,脈沖長度100-200飛秒,峰值功率100兆瓦。在之前的調試過程中,SXFEL試驗裝置已經先后在44.3納米、17.7納米、13.3納米、11.1納米分別輸出了70微焦、36微焦、28微焦和22微焦的光脈沖能量。目前,項目團隊正在繼續努力進一步提高輸出穩定性和輸出能量,積極為國家驗收做好準備。

SXFEL試驗裝置由中國科學院和教育部共同建設,項目法人單位為中科院上海應用物理研究所,北京大學為共建單位,清華大學為合作單位。裝置建設得到上海科技大學、中科院高能物理研究所和中科院大連化學物理研究所等單位的大力支持和積極參與。


自由電子激光脈沖能量實時測量             自由電子激光增益曲線

自由電子激光光斑                               自由電子激光光譜

來源: 上海應用物理研究所

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