Frjálsra rafeinda leysiteymi Shanghai Institute of Advanced Studies í kínversku vísindaakademíunni hefur náð framförum í rannsóknum á fullkomlega samhæfðum leysir með frjálsra rafeindum. Byggt á Shanghai mjúku röntgengeislaleysistækinu með lausum rafeindabúnaði, hefur nýja vélbúnaðurinn fyrir bergmáls-harmónískum lausra rafeindaleysisbúnaði, sem Kína lagði til, verið sannreyndur með góðum árangri og mjúk röntgengeislun með framúrskarandi frammistöðu var fengin. Viðeigandi rannsóknir Niðurstöður voru nýlega birtar í Optica undir heitinu Samhangandi og ofurstuttir mjúkir röntgenpúlsar frá bergmálsvirkjuðum harmonic cascade free-electron lasers.
Röntgenlausi rafeindaleysirinn er ein fullkomnasta ljósgjafi stór vísindamannvirki í heiminum. Mikill meirihluti alþjóðlegra röntgengeislalausra rafeindaleysis er byggður á sjálfmagnandi sjálfmagnandi geislunarkerfi (SASE), SASE hefur mjög háa birtustig og femtósekúndna ofurstutta púlsbreidd og önnur framúrskarandi frammistöðu, en SASE með hávaða titringi , geislun púls samhengi og stöðugleiki er ekki hár, ekki enn X-ray band "leysir". Ein mikilvægasta alþjóðlega þróunin á sviði frjálsra rafeindaleysis er myndun fullkomlega samræmdrar röntgengeislunar með hefðbundnum leysigæði og mikilvæg leið til að gera þetta er að nota ytri frægerð frjálsra rafeindaleysisaðgerða. Geislun á ytri sáðlausa leysir með lausum rafeindum erfir eiginleika fræleysisins, með framúrskarandi eiginleikum eins og fullri samfellu, fasastýringu og nákvæmri samstillingu við leysir sem er dælt að utan. Hins vegar er stutt bylgjulengd þekju og púlslengdar aðlögunarsvið ytri fræsaða frjálsra rafeindaleysisins takmörkuð af bylgjulengd og púlsbreidd fræleysisins. Í því skyni að lengja frekar stuttbylgjulengd umfangs ytri frægerðarinnar með frjálsra rafeinda leysir, hefur verið verið að þróa öflugt á alþjóðlegum vettvangi á undanförnum árum nýjar leysiraðgerðir með frjálsum rafeindum eins og bergmáls-harmóníuframleiðslu.
Ytri fræ gerð frjáls rafeinda leysir er ein helsta tæknilega leiðin fyrir þróun hágróða frjálsra rafeinda leysis í Kína, og sem stendur hafa öll fjögur hágróða frjáls rafeinda leysir tæki í Kína tekið upp ytri fræ rekstrarham. Byggt á Shanghai Deep Ultraviolet Free Electron Laser Unit og Shanghai Soft X-ray Free Electron Laser Unit, hafa vísindamenn náð fyrstu bergmálsgerð lausu rafeinda leysigeislunarmögnunar í heiminum og fyrstu bergmálsgerð frjálsra rafeinda leysismettunarmögnunar í öfgar útfjólubláa hljómsveit. Til að efla ytri frægerð frjálsra rafeindaleysis enn frekar í styttri bylgjulengdir lagði rannsóknarteymið sjálfstætt fram nýtt kerfi fyrir fullkomlega samhangandi frjálsra rafeindaleysi með bergmálsharmónísku fossi, sem var samþykkt sem grunnkerfi af Shanghai mjúkum röntgenlausa rafeindaleysinum. tæki, og kláraði allt ferlið frá sönnun prinsippsins til mjúku röntgenbandsins frá útleið ljósmögnun. Niðurstöðurnar sýna að þessi nýi vélbúnaður hefur mjög yfirburði litrófseiginleika samanborið við hefðbundna utanaðkomandi frægerða rekstrarbúnað, sem er staðfestur enn frekar með tilliti til púlslengdarstýringar og ofurhraðrar púlsmyndunar með því að nota sjálfþróaða ofurhraða röntgenpúls vísindamannanna. greiningartækni (https://doi.org/10.1016/j.fmre.2022.01.027). Yfirburða frammistaða þessa nýja vélbúnaðar hvað varðar púlslengdarstýringu og ofurhraða púlsmyndun hefur verið sýnd frekar með því að nota ofurhraða röntgenpúlsgreiningartækni sem er þróuð innanhúss. Rannsóknarniðurstöðurnar bjóða upp á hagnýta leið til að búa til fullkomlega samfellda frjálsra rafeindaleysis við bylgjulengdir undir nanómetra og munu bjóða upp á kjörin rannsóknartæki fyrir svið ólínulegrar röntgengeisla og ofurhraðrar eðlisefnafræði.
Bæði ítalska FERMI-FEL uppsetningin og SwissFEL uppsetningin í Sviss leggja nú fram áætlanir um að auka enn frekar geislunarafköst sín með því að nota þetta nýja kerfi. Rannsóknavinnan var studd af National Key Research and Development Program of China, National Excellent Youth Fund Program, National Natural Science Foundation of China og Shanghai Talent Program.
Bergmáls-harmónískur straumfallsleysir með lausri rafeindaleysi með framúrskarandi litrófsframmistöðu: hefðbundin fosshamur vinstra megin, bergmálsharmónískur fosshamur hægra megin.
Echo harmonic cascade fyrir röntgenpúlslengdarstillingu og ofurhraða púlsmyndun.
