Erkin elektron lazer

X-ray lazer nurlarini olish

Erkin elektron lazer (ing:Free electron laser,FEL-Erkin elektron laze ) bu lazer turi bo'lib, unda nurlanish to'lqinli qurilmada tarqaladigan monoenergetik elektron nurlari tomonidan hosil bo'ladi - bu davriy maydonlar tizimi. Davriy tebranishlarni amalga oshiradigan elektronlar fotonlarni chiqaradi, ularning energiyasi elektronlarning energiyasiga va to'lqinli qurilmaning parametrlariga bog'liq.

Tavsif

Elektronlar bog'langan atom yoki molekulyar holatlarda qo'zg'atiladigan gaz, suyuq yoki qattiq holatdagi lazerlardan farqli o'laroq. Erkin elektron lazer nurlanish manbai maxsus tarzda joylashgan magnitlar qatoridan o'tadigan vakuumdagi elektronlar nuridir - to'lqinli qurilma, nurlanish elektronlari sinusoidga yaqin traektoriya bo'ylab harakatlanib, fotonlar oqimiga aylantirilgan energiyasini yo'qotadi, bu holda rentgen nurlanishi paydo bo'ladi, masalan, kristallardagi atomlarning joylashishini o'rganish va boshqa nanostrukturalarni o'rganish uchun ishlatiladi.

Elektron nurlarining energiyasini, shuningdek magnit maydonning kuchini va to'lqinli magnitlar orasidagi masofani o'zgartirib, lazer nurlanishining chastotasini Erkin elektron lazer dan boshlab keng diapazonda o'zgartirish mumkin. Erkin elektron lazer tomonidan ishlab chiqarilgan nurlanish nanometrli tuzilmalarni o'rganish uchun ishlatiladi - o'lchami 100 nanometrgacha bo'lgan zarralar taxminan 5 nm o'lchamdagi rentgen mikroskopidan foydalangan holda tasvirlangan .

X-ray lazer nurlanishini olish

Zarrachalar tezlatgichining surati

Wiggler Halbach

Lazerli rentgen nurlanishini yaratish uchun tezlatgichda yorug'lik tezligiga yaqin tezlikka tezlashtirilgan elektron nur kerak bo'ladi.

Viggler - bu kosmosda o'zgaruvchan kuchli ko'ndalang magnit maydon hosil qiluvchi magnit . Buni qisqa dipol magnitlarining ketma-ketligi sifatida tasavvur qilish mumkin, qo'shnilarning qutblarining yo'nalishi qarama-qarshidir.

Viggler elektron sinxrotronning chiziqli bo'shlig'iga o'rnatiladi va tebranish vositasining magnit maydoni tomonidan og'ishgan ultrarelativistik nur unda sinusoidga yaqin aylanma traektoriya bo'ylab tarqaladi va tarqalish yo'nalishi tor konusda to'plangan fotonlarni chiqaradi. Viggler tomonidan yaratilgan sinxrotron nurlanishining odatiy to'lqin uzunligi diapazoni qattiq ultrabinafsha nurlanishdan yumshoq rentgen nurlarigacha .

Fabri-Pero rezonatoriga o'rnatilgan viggler eng oddiy erkin elektron lazer qurilmasi hisoblanadi. Vigglerning odatiy magnit maydoni 10 Tl gacha. Olingan sinxrotron nurlanishining kuchi yuzlab kVtgacha bo'ladi va nur oqimiga, maydon kuchiga, shuningdek, uchdan bir necha o'ngacha bo'lgan tebranish magnit qutblari soniga bog'liq.

X-ray lazeri biologik nurlanishdan himoyalangan elektron tezlatgichlardan foydalanishni talab qiladi, chunki tezlashtirilgan elektronlar sezilarli radiatsiya xavfini keltirib chiqaradi. Ushbu tezlatgichlar tsiklik tezlatgichlar yoki chiziqli tezlatgichlar bo'lishi mumkin. Elektronlarni tezlashtirish uchun super kuchli lazer nurlanishidan foydalanish loyihasi mavjud.

Adabiyot

• Рагозин Е. Н., Собельман И. И. Лазерные источники в мягкой рентгеновской области спектра // Успехи физических наук. — Российская академия наук, 2005. — Т. 175, № 12. — С. 1339—1341. — doi:10.3367/UFNr.0175.200512h.1339.
• Pellegrini C., Marinelli A., Reiche S. The physics of x-ray free-electron lasers // Rev. Mod. Phys.. — 2016. — Vol. 88. — P. 015006. — doi:10.1103/RevModPhys.88.015006.

Havolalar

• XFEL Yevropa agentligi