مکمل طور پر مربوط فری الیکٹران لیزر کے مطالعہ میں پیش رفت ہوئی ہے۔

چائنیز اکیڈمی آف سائنسز کی فری الیکٹران لیزر ٹیم نے مکمل مربوط فری الیکٹران لیزرز کی تحقیق میں پیش رفت کی ہے۔ شنگھائی سافٹ ایکس رے فری الیکٹران لیزر سہولت کی بنیاد پر، چین کی طرف سے تجویز کردہ ایکو ہارمونک کاسکیڈ فری الیکٹران لیزر کے نئے طریقہ کار کی کامیابی سے تصدیق ہو گئی ہے، اور بہترین کارکردگی کے ساتھ نرم ایکس رے ہم آہنگ تابکاری حاصل کر لی گئی ہے۔ حال ہی میں، نتائج کو آپٹیکا میں ایکو-انبلڈ ہارمونک کیسکیڈ فری الیکٹران لیزرز سے ہم آہنگ اور انتہائی مختصر نرم ایکس رے پلسز کے عنوان سے شائع کیا گیا تھا۔

ایکس رے فری الیکٹران لیزر دنیا کے جدید ترین روشنی کے ذرائع میں سے ایک ہے۔ اس وقت، زیادہ تر بین الاقوامی ایکس رے مفت الیکٹران لیزرز سیلف ایمپلیفائنگ سپانٹینیئس ایمیشن میکانزم (SASE) پر مبنی ہیں، SASE کی چوٹی کی چمک بہت زیادہ ہے اور فیمٹو لیول الٹرا شارٹ پلس چوڑائی اور دیگر بہترین کارکردگی ہے، لیکن SASE کمپن شور کے ذریعہ، اس کی تابکاری نبض کی ہم آہنگی اور استحکام زیادہ نہیں ہے، یہ ایکس رے بینڈ "لیزر" نہیں ہے۔ بین الاقوامی فری الیکٹران لیزر کے میدان میں ترقی کی سب سے اہم سمتوں میں سے ایک روایتی لیزر کے معیار کے ساتھ مکمل طور پر مربوط ایکس رے تابکاری پیدا کرنا ہے، اور اہم طریقہ یہ ہے کہ بیرونی بیج سے پاک الیکٹران لیزر آپریٹنگ میکانزم کا استعمال کریں۔ بیرونی سیڈ فری الیکٹران لیزر کی تابکاری سیڈ لیزر کی خصوصیات کو وراثت میں ملتی ہے، اور اس میں بہترین خصوصیات ہیں جیسے مکمل ہم آہنگی، فیز کنٹرول اور بیرونی پمپ لیزر کے ساتھ عین مطابق ہم آہنگی۔ تاہم، بیج لیزر کی طول موج اور نبض کی چوڑائی کی محدودیت کی وجہ سے، بیرونی سیڈ فری الیکٹران لیزر کی مختصر طول موج کی کوریج اور نبض کی لمبائی کی ایڈجسٹمنٹ کی حد محدود ہے۔ بیرونی سیڈ فری الیکٹران لیزر کی مختصر طول موج کی کوریج کو مزید وسعت دینے کے لیے، حالیہ برسوں میں دنیا میں ایکو ہارمونک جنریشن جیسے نئے فری الیکٹران لیزر آپریٹنگ طریقوں کو بھرپور طریقے سے تیار کیا جا رہا ہے۔

بیرونی بیج فری الیکٹران لیزر چین میں ہائی گین فری الیکٹران لیزر تیار کرنے کے اہم تکنیکی راستوں میں سے ایک ہے۔ اس وقت چین میں چاروں ہائی گین فری الیکٹران لیزر ڈیوائسز نے بیرونی سیڈ آپریشن موڈ اپنایا ہے۔ شنگھائی ڈیپ الٹرا وائلٹ فری الیکٹران لیزر سہولت اور شنگھائی سافٹ ایکس رے فری الیکٹران لیزر سہولت کی بنیاد پر، سائنسدانوں نے کامیابی کے ساتھ پہلی بین الاقوامی ایکو ٹائپ فری الیکٹران لیزر لائٹ ایمپلیفیکیشن اور پہلی انتہائی الٹرا وائلٹ ایکو ٹائپ فری الیکٹران لیزر سیچوریشن ایمپلیفیکیشن حاصل کی ہے۔ بیرونی سیڈ فری الیکٹران لیزر کو مختصر طول موج میں مزید فروغ دینے کے لیے، تحقیقی ٹیم نے آزادانہ طور پر ایکو ہارمونک جھرن کے ساتھ مکمل مربوط فری الیکٹران لیزر کا ایک نیا طریقہ کار تجویز کیا، جسے شنگھائی سافٹ ایکس رے فری الیکٹران لیزر ڈیوائس نے اپنایا۔ بنیادی اسکیم، اور نرم ایکس رے بینڈ میں اصولی تصدیق سے لے کر لائٹ ایمپلیفیکیشن تک پورا عمل مکمل کیا۔ تحقیقی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ روایتی بیرونی بیج کی قسم کے چلانے کے طریقہ کار کے مقابلے میں، یہ میکانزم انتہائی بہترین اسپیکٹرل خصوصیات کا حامل ہے، الٹرا فاسٹ ایکس رے پلس تشخیصی ٹیکنالوجی (https://doi.org/10.1016) کی آزاد ترقی کے محققین کے اپنانے کے ذریعے۔ /j.fmre.2022.01.027)، نبض کی لمبائی کنٹرول اور الٹرا فاسٹ پلس جنریشن میں اس نئے میکانزم کی اعلیٰ کارکردگی کی مزید تصدیق کی گئی ہے۔ متعلقہ تحقیقی نتائج سب نانومیٹر بینڈ میں مکمل مربوط فری الیکٹران لیزرز کی نسل کے لیے ایک قابل عمل تکنیکی راستہ فراہم کرتے ہیں، اور ایکس رے نان لائنر آپٹکس اور الٹرا فاسٹ فزیکل کیمسٹری کے شعبوں کے لیے ایک مثالی تحقیقی آلہ فراہم کریں گے۔

ایکو ہارمونک کاسکیڈ فری الیکٹران لیزر میں بہترین سپیکٹرل کارکردگی ہے: بائیں تصویر روایتی جھرن موڈ ہے، اور دائیں تصویر ایکو ہارمونک کاسکیڈ موڈ ہے۔

ایکس رے پلس کی لمبائی ایڈجسٹمنٹ اور الٹرا فاسٹ پلس جنریشن کو ایکو ہارمونک جھرن کے ذریعے محسوس کیا جا سکتا ہے