لیزرهای الکترون آزاد

لیزرهای الکترون آزاد

لیزرهای اشعه ایکس و سایر لیزرهای الکترون آزاد (FEL) • تئوری تابش FEL • شتاب دهنده های الکترون خطی • امواج نوری • اپتیک در سیستم های انتقال پرتو فوتون • تشخیص پرتو الکترون و فوتون • آشکارسازهای فوتون • سیستم های جمع آوری داده ها • ایستگاه های آزمایشی و علم در FELs

لیزر اشعه ایکس

لیزرهای اشعه ایکس به دلیل بهره زیاد در محیط لیزر، طول عمرهای کوتاه در حالت فوقانی (1 تا 100 ثانیه) و مشکلات مربوط به ساخت آینه هایی که می توانند اشعه ایکس را منعکس کنند، لیزرهای اشعه ایکس معمولاً بدون آینه کار می کنند. پرتو اشعه ایکس با یک عبور واحد از محیط افزایش تولید می شود. تشعشع ساطع شده، بر اساس انتشار خود به خودی تقویت شده، انسجام فضایی نسبتاً کمی دارد. این خط عمدتاً با داپلر گسترش یافته است که به دمای یون ها بستگی دارد.

از آنجایی که انتقال لیزر مرئی معمول بین حالت های الکترونیکی یا ارتعاشی با انرژی هایی تا حدود 10 eV مطابقت دارد، رسانه های فعال متفاوتی برای لیزرهای اشعه ایکس مورد نیاز است. مجدداً، اگر قرار است لیزرهای پرتو گاما با فرکانس بالاتر ساخته شوند، باید از رسانه‌های فعال مختلف - هسته‌های اتمی برانگیخته - استفاده شود.

کتاب برهم کنش لیزر-ماده برای تابش و انرژی

کتاب برهم کنش لیزر-ماده برای تابش و انرژی

اهمیت علمی لیزرها در زمینه های مختلف فیزیک مورد توجه قرار گرفته است. این کتاب از فصول مربوط به لیزر، انتشار امواج الکترومغناطیسی در رسانه های مختلف، تولید و تشخیص تابش تراهرتز، تشدید پلاسمون سطحی و لیزرهای اشعه ایکس تشکیل شده است.

در حالی که تمام موضوعات مورد بحث در این کتاب برای دانشجویان فارغ التحصیل و محققان اپتیک و فوتونیک از اهمیت و علاقه قابل توجهی برخوردار است، سایر موضوعات احتمالاً به همان اندازه - مانند کنترل لیزری همجوشی حرارتی هسته ای و تولید لیزر آتوثانیه - مورد توجه مهندسان قرار خواهند گرفت. سازماندهی آن انعطاف پذیری قابل توجهی را فراهم می کند و آن را برای استفاده در دوره های مختلف مناسب می کند. مجموعه ای از مشکلات به همراه نکاتی برای راه حل ها طیف وسیعی از مشکلات را پوشش می دهد.

لیزرهای اشعه ایکس مبتنی بر پلاسما

خلاصه

تابش لیزری طیف وسیعی از کاربردها را از ساخت ، ذوب و تبخیر نانوذرات تا تغییر شکل ، ساختار ، اندازه و توزیع اندازه آنها نشان داده است. پلاسما ناشی از لیزر برای کاربردهای مختلف تشخیصی و تکنولوژیکی به عنوان تشخیص ، رسوب فیلم نازک و شناسایی عنصری مورد استفاده قرار گرفته است. 

لیزرهای اشعه ایکس

 

لیزرهای اشعه ایکس

لیزر اشعه ایکس دستگاه لیزری است که در ناحیه طیفی اشعه X ساطع می شود ، یعنی با طول موج فقط چند نانومتر. در این منطقه طیفی شدید ، از رسانه های سنتی افزایش لیزر نمی توان استفاده کرد. رویکردهای مختلف فنی وجود دارد:

برهم کنش لیزر و ماده برای تابش و انرژی

1. امواج و لیزرهای الکترومغناطیسی ............................................ .......................................... 1

2. تولید تابش تراهرتز با استفاده از نیمه هادی

مواد و ساختارهای نانو ............................................... ............................................. 53

3. تشدید سطح پلاسمون و تابش THz .......................................... .................. 91

4. تابش THz با استفاده از گازها / پلاسما .......................................... .................................... 109

5. تابش تراهرتز و تشخیص آن ........................................... ................................. 147

6. فناوری شتاب ذرات مبتنی بر پلاسما .......................................... ................ 175

 

برهم کنش لیزر و ماده برای تابش و انرژی

برهم کنش لیزرهای پرتوان با ماده می تواند باعث ایجاد تشعشعات تراهرتز شود که به طور مrosثر به طیف سنجی زمان-دامنه THz کمک می کند و همچنین پرتوهای ایکس را در کاربردهای پزشکی و امنیتی جایگزین می کند. هنگامی که یک پالس شدید لیزر کوتاه یک گاز را یونیزه می کند ، ممکن است حتی در حوزه VUV به XUV فرکانس های جدید تولید کند. مدت زمان پالس های XUV را می توان به سطح پالس جدا شده آتوسکند ، که برای مطالعه تنظیم مجدد الکترونیکی و فرآیندهای فوق سریع نیاز است ، محدود کرد.  

معرفی

درک ساختار و پویایی شبکه پیوند هیدروژن در آب برای بسیاری از مشکلات در شیمی ، فیزیک ، زیست شناسی و علوم زمین ضروری است. دستیابی به آب پاک نیز یکی از چالش برانگیزترین سوالها برای بشر در قرن آینده ، به ویژه با چشم انداز تغییرات آب و هوا است. علاوه بر این ، آب در چندین تغییر شیمیایی مربوط به انرژی نقش دارد و ماده اصلی در بسیاری از فرآیندهای محیطی است. 

کاوش آب با لیزرهای اشعه ایکس

ترجمه با شکوفه ساتری و تیم سپنتالیزراسپادان

در اینجا ، ما در مورد سه مورد بحث می کنیم که در آن از لیزر الکترون آزاد با اشعه X ، منبع نور منسجم Linac ، برای کاوش آب استفاده شده است. توانایی خنک سازی بسیار سریع آب تا 227 K و سنجش آن با پالس های اشعه ایکس فوق العاده کوتاه (50 fs) قبل از انجماد امکان بررسی ساختار آب زیر حد قبلی هسته یخ همگن را فراهم کرده است.