HGHG自由電子雷射成功實現大範圍波長連續可調

2020-11-28 中國科學院

中國科學院上海應用物理研究所的上海深紫外自由電子雷射實驗裝置（SDUV-FEL）於近日完成了一項新的自由電子雷射實驗，在國際上率先實現了大範圍連續調諧的HGHG自由電子雷射放大。

理論上，自由電子雷射具有極高亮度和波長連續可調諧的優勢。但迄今為止，世界上的自由電子雷射裝置只能在自放大自發輻射（SASE）型自由電子雷射上初步實現此項功能，其輸出並不具備時間相干性。而全相干的HGHG自由電子雷射則由於種子雷射與電子束流相互作用的複雜性，目前尚未實現自由調諧。

2011年底，由趙振堂研究員領導的上海應用物理所自由電子雷射研究團隊結合了光學參量放大器和可變間隙波蕩器以及HGHG諧波選擇等項自由電子雷射技術，經過精心調試，首次實現了大範圍連續調諧自由電子雷射輻射波長，並進行了相干性測量確認其空間和時間的全相干特性。

這一技術的實現對於利用HGHG自由電子雷射光源進行科學研究的用戶具有巨大的實際價值，並有望在近期建設的大連FEL相干光源和上海軟X射線自由電子雷射裝置等研究中得到應用。

圖1 大範圍可調諧的高增益諧波產生（HGHG）自由電子雷射放大。
上圖：三次諧波400-600nm；下圖：二次諧波600-800nm；均波長連續可調

圖2 時間相干性測量得到的幹涉圖形

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