通过增益失谐调节 高斯光可变为涡旋光 _光明网

点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:通过增益失谐调节 高斯光可变为涡旋光
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

通过增益失谐调节 高斯光可变为涡旋光

来源:科技日报2021-07-29 11:12

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  近日,上海光源中心自由电子激光团队在X射线自由电子激光振荡器研究方面取得重要进展,理论提出了一种产生涡旋X光的方法。研究表明,仅仅通过增益失谐的调节,X射线自由电子激光振荡器的输出就可以从传统的高斯光变为涡旋光。相关成果以研究快报形式作为封面文章发表在美国光学学会权威期刊《光学》,中国科学院上海应用物理所博士研究生黄楠顺为论文第一作者,中国科学院上海高等研究院邓海啸研究员为论文通讯作者。这是《光学》发表的第一项X射线自由电子激光物理方面的研究工作。

  涡旋光是一种特殊性质的光,其产生、调控和探测是光学领域的研究热点。涡旋光已经应用于很多领域,包括数据传输、操纵微观粒子运动和精密测量等。涡旋光的产生通常需要螺旋相位板或全息光栅等难以加工的光学器件,非常不易,尤其是X射线涡旋光的产生是一个亟待解决的关键问题。自由电子激光是一种基于粒子加速器的先进光源,可以产生高亮度、短脉冲的X射线,涡旋光与自由电子激光结合有望为光子科学提供新的机遇。目前,自由电子激光产生涡旋X光的方案需要螺旋波荡器,并且要工作在调制激光的高次谐波上,同样不容易实现。

  为了解决这个问题,研究人员提出了一种在X射线自由电子激光振荡器中产生全相干涡旋光的方法。该方法无需光学转换元件和螺旋波荡器,仅仅利用了增益失谐来控制高阶横向模式的增益,从而在传统X射线自由电子激光振荡器中自然地产生涡旋光。基于上海硬X射线自由电子激光装置的模拟结果显示,该方法能在1兆赫兹重复频率下产生单个脉冲能量为100微焦的涡旋X光束。这是目前全相干涡旋X光的唯一产生方案,对于进一步拓展X射线自由电子激光振荡器研究、开发新的实验方法有重要的意义。

  2008年X射线自由电子激光振荡器概念提出以来,上海光源中心自由电子激光团队已经在X射线自由电子激光振荡器研究方面取得多项进展,持续推动相关研究发展。2012年,提出了X射线自由电子激光振荡器的谐波运行模式,在该模式下,中等能量电子束团可以驱动X射线自由电子激光振荡器,极大降低了对电子束能量的要求。2018年,提出了增益光导型X射线自由电子激光振荡器,在没有聚焦元件状态下,增益自聚焦效应可以维持X射线自由电子激光振荡器的横向模式,而输出效率和稳定性不受影响。

  此项研究得到了国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划项目、中国科学院和上海市的资助支持。(陈思宁记者王春)

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 第二届中国-非洲经贸博览会开幕

  • 福建108名次密接者解除集中观察

独家策划

推荐阅读
今年冬天新冠肺炎疫情可能会反弹。“所以,专家做出上述判断是对的,今年秋冬还是要严防死守,疫情多点散发、局部暴发不能完全避免,需要提高警惕。
2021-09-27 10:13
基于尼日利亚缺乏专业种子公司的现状,以及种子是粮食增产重要因素的考量,项目还对当地种质资源启动了收集利用,帮助当地有效改善种质资源,提升种业技术水平。
2021-09-27 10:11
为表彰奖励推动青海省科技创新发展做出突出贡献的科技人员和科研团队,26日,2020年度青海省科学技术奖励大会在青海省西宁市召开。
2021-09-27 10:11
围绕“双碳”目标,工业化、数字化、绿色化正在成为建筑行业发展新趋势。还将以最优条件、最好环境、最佳生态、最快效率,建设大学生实习实践就业基地,吸引更多人才到江阴高新区创新创业。
2021-09-27 10:10
作为疾病焦虑障碍患者的亲友,当患者又开始反复抱怨他们的“症状”时,比较好的选择是忽视他们的抱怨和担忧,撤销曾给予的特殊关照。
2021-09-27 09:54
中医专家提醒,立秋之后,气温开始降低,雨量减少,空气湿度相对降低,且昼夜之间温差增大,是呼吸道疾病高发的季节。
2021-09-27 09:52
当前,全球疫情仍处于反弹当中,境外疫情输入并造成传播的风险仍然较高。自9月10日以来的新一轮疫情中,新增本土确诊病例一半以上为中小学、幼儿园师生和工厂员工,场所聚集性感染明显。
2021-09-27 09:52
俄罗斯莫斯科大学科研人员提出一种解决非固定数学题的新方法,并展示了有效使用这种方法的可能性,成功拓宽了无需超算而用常规操作台或笔记本电脑即可快速解开的题目类别。
2021-09-27 09:50
世界各地的表层和亚表层海水温度都在上升,海洋变暖和陆冰融化导致海平面继续以惊人的速度上升:地中海每年上升2.5毫米,全球每年上升3.1毫米。
2021-09-27 09:49
在由英国伦敦癌症研究所和皇家马斯登国民保健制度信托基金会领导的一期试验中,科学家们在25名低度浆液性卵巢癌患者中测试了名为VS-6766和德法替尼的药物。
2021-09-27 09:48
扎克伯格向美国媒体宣布,他认为“元宇宙”是下一代互联网,脸书拟在5年内转变为一家“元宇宙”公司。“元宇宙”指在网络空间中创建物理环境的数字“分身”。
2021-09-27 09:48
美国加州大学圣地亚哥分校的纳米工程师们与韩国电池制造商LG能源解决方案公司的研究人员合作,使用固态电解质和全硅阳极,创造了一种新型的硅全固态电池。
2021-09-27 09:46
天文学家在银河系内发现了一个巨大的球形空腔。领导这项研究的CfA理论与计算研究所博士后研究员史缪尔·比亚利说:“数百颗恒星正在这个巨大气泡的表面形成或已经存在。”
2021-09-27 09:45
真正做到“看准、看清、看全”油气层,就要准确计算储层孔隙度、饱和度、渗透率,这三大参数,正是测井任务的主要目标。
2021-09-27 09:43
在全球工业信息安全威胁不断升级的背景下,如何加强工业信息安全防护、创新工业信息安全应急国际合作模式、携手共建网络空间命运共同体,已经成为世界各国共同面对的重要命题。汪礼俊:下一步,我们将重点围绕以下三方面进一步加强工业信息安全应急国际合作。
2021-09-27 09:36
9月26日,14项2021年世界互联网领先科技成果在2021年“世界互联网领先科技成果发布活动”上发布。
2021-09-27 09:27
种业是战略性、基础性核心产业,种子事关农业农村现代化及人民美好生活
2021-09-26 17:47
在全球工业信息安全威胁不断升级的背景下,如何加强工业信息安全防护、创新工业信息安全应急国际合作模式、携手共建网络空间命运共同体,已经成为世界各国共同面对的重要命题。
2021-09-26 17:22
他进一步解释,尾羽是鸟类飞行系统中的重要一环,扇状尾羽的出现从空气动力学角度来说有利于飞行,这是典型的自然选择的结果。
2021-09-26 16:00
中科院华南植物园生态中心(鼎湖山站)博士常中兵在研究员闫俊华和王应平指导下,在遥感估算中国森林碳储量研究方面取得重要进展。
2021-09-26 15:59
加载更多