Рентгеновское зрение через окно водой

ЕТН физики разработали первый-повторение курса лазерного источника, который производит когерентного мягкого рентгеновского излучения, охватывающих окна воды». Что технологический прорыв следует включить широкий спектр исследований в области биологического, химического и материаловедения, а также в физике.

Способность генерировать световые импульсы суб-фемтосекундной длительности, впервые продемонстрировали около 20 лет назад, привело к совершенно новой области: аттосекундных науки и техники. Настольные лазерные системы, которые позволяют исследования, которые на протяжении десятилетий были, но далекой мечтой, для подражания, изображения и характеристики электронных процессов в атомах, молекулах и твердых телах и на их природные, аттосекундных временных масштабах. Лазерных систем, которые делают такие исследования возможны, как правило, функционируют в крайнем ультрафиолетовом диапазоне спектра. Там уже давно толчок, хотя достичь более высоких энергий фотонов. Особый интерес представляет ‘окном’, занимают мягкого рентгеновского излучения с длинами волн между 2.2 и 4.4 Нм. Что спектральное окно получило свое название и значение, к тому, что на эти частоты, фотоны не поглощаются кислорода (а следовательно, и по воде), но они являются углеродными. Это идеально подходит для изучения органических молекул и биологических образцов в естественной водной среде. Сегодня горстка аттосекундных источников, охватывающих данном частотном диапазоне существуют, но их применение ограничено сравнительно низкой частотой повторения 1 кГц или ниже, что, в свою очередь, означает низкую скорость и слабый сигнал-шум. Писать в Optica, Юстинас Pupeikis и коллег в сверхбыстрой лазерной группу физика проф. Урсула Келлер в Институте квантовой электроники доклад теперь существенный скачок, чтобы преодолеть ограничения предыдущих источников. Они представляют первые софт-источник рентгеновского излучения, который охватывает все окно при 100 частота, кГц — стократное улучшение по сравнению с государственной-из-То-художественных источников.

Повышение технологических возможностей

Узким местом в производстве мягкого рентгеновского излучения при высокой частоте повторения является отсутствие подходящих лазерные системы для привода ключевой процесс, лежащий в основе аттосекундных импульсов генерации в настольных системах. Этот процесс называется генерации высоких гармоник, и это связано с интенсивным фемтосекундным лазерным импульсом, взаимодействующих с мишенью, как правило, атомарным газом. Нелинейного электронного отклика цели и причины излучения аттосекундных импульсов в нечетных порядков, кратных частоте лазерного поля движения. Чтобы убедиться в том, что ответ содержится рентгеновских фотонов, охватывающих воды-окно выбор, фемтосекундный источник для работы в среднем ИК-диапазоне. Кроме того, он должен доставить высокой пиковой мощности импульсов. И все это при высокой частоте повторения. Такого источника не существует.

Pupeikis и соавт. принял вызов и системно улучшалась компоновка они уже изучили в предыдущей работе, на основе оптического параметрического усиления чирпированных импульсов (или ОРСРА для краткости). Они были созданы до того, что подход является перспективным для реализации высокой мощности среднего ИК-диапазона источников, но существенных улучшений по-прежнему необходимы для достижения производительности, необходимой для генерации высоких гармоник рентгеновских фотонов в окне вода. В частности, они толкали пиковая мощность от ранее 6.3 ГВ до 14,2 ГВт, и они достигли средней мощностью 25 Вт для импульсов чуть больше двух колебаний базового оптического поля (16.5 ФС). Пик продемонстрировал власть комфортабельно самых высоких показателей на сегодняшний день для повторения курса система с длиной волны выше 2 мкм.

Готов на рентгеновский кабинет

При этом уровень производительности в их распоряжении, команда была готова к следующему этапу, апконверсии частоты на основе генерации высоких гармоник. Для того, лучем выхода из ОРСРА был направлен через систему перископ в другой лаборатории более чем 15 м, для размещения в местной лаборатории-пространство ограничений. Там, луч встретил на гелиевой мишени, выдерживают под давлением 45 бар. Такое высокое давление необходимо для синхронизма между инфракрасным и рентгеновским излучением, и, следовательно, оптимальное энергоотдачу.

Все кусочки аккуратно поставить на место, система действительно доставлено. Это породило когерентного мягкого рентгеновского излучения, простирающийся до энергии 620 эВ (2 нм), охватывающих весь окно воду, выделяющуюся достижение относительно высокого повторения курса источников в этом диапазоне. Окно возможностей

Эта демонстрация открывает широкий спектр новых возможностей. Когерентная томография в воде-окно спектральной области, весьма актуальной для химии и биологии, должно быть максимально компактной установки. В то же время, высокие повторения доступная цена, помогает, например, устранение ограничений в связи с образованием объемного заряда, который, зараза экспериментов по фотоэмиссии с импульсными источниками. Кроме того, ‘окно воды включает в себя не только K-края углерода, азота и кислорода, а также L — и М-по краям ряда металлов, которые теперь могут быть изучены с более высокой чувствительностью или специфичностью.

С такими радужными перспективами, реализация источник сейчас представлены возвещает о начале следующего поколения технологии аттосекунда, где экспериментаторы впервые смогут принять совместное применение высокой частотой повторения и высокой энергией фотонов. В настоящее время аттосекундных частей, предназначенное для использования этих новых возможностей строится в лаборатории Келлер.

сделать разницу: спонсорские возможности