Szabad elektron lézer

A szabadelektron-lézer (FEL) olyan lézer, amely nagyon erős fénysugarat bocsát ki. Ez lényegében egy szuper zseblámpa. A hagyományos lézerekkel azonos optikai tulajdonságokkal rendelkezik, például koherens elektromágneses sugárzásból álló sugarat bocsát ki, amely nagy teljesítményt képes elérni. A FEL a sugár kialakításához olyan működési elveket alkalmaz, amelyek nagyban különböznek a hagyományos lézerek működési elveitől. A gáz-, folyadék- vagy szilárdtestlézerekkel, például a diódalézerekkel ellentétben, amelyekben az elektronokat atomokhoz kötve gerjesztik, a FEL-ek lézerközegként relativisztikus elektronsugarat használnak, amely szabadon mozog egy mágneses struktúrán keresztül, innen a szabad elektron kifejezés. A szabadelektronos lézer rendelkezik a legszélesebb frekvenciatartománnyal az összes lézertípus közül, és széles körben hangolható, jelenleg a mikrohullámoktól a terahertzes sugárzáson és az infravörösön át a látható spektrumon át az ultraibolyán át a röntgensugárzásig terjed a hullámhossza.

A szabadelektron-lézereket John Madey találta fel 1976-ban a Stanford Egyetemen. A munka Hans Motz és munkatársai kutatásaira épül, akik 1953-ban a Stanfordon elkészítették az első undulátort a szabadelektron-lézerek középpontjában álló wiggler mágneses konfigurációval. Madey 24 MeV-os elektronsugarat és 5 m hosszú wigglerrel erősített fel egy jelet. Nem sokkal később más, gyorsítókkal rendelkező laboratóriumok is elkezdtek ilyen lézereket fejleszteni.

A szabadelektronos lézerek működésük során sok villamos energiát használnak fel. A működésükhöz szükséges energia csökkentése érdekében a tudósok energia-visszanyerő lineáris gyorsítót használnak a lézert aktiváló nagy energiájú elektronsugár újrahasznosítására.

FELIX szabadelektron-lézer a FOM-nál (Nieuwegein)Zoom
FELIX szabadelektron-lézer a FOM-nál (Nieuwegein)

Kérdések és válaszok

K: Mi az a szabadelektronos lézer?


V: A szabadelektron-lézer vagy FEL olyan lézer, amely nagyon erős fénysugarat hoz létre. Ugyanazokkal az optikai tulajdonságokkal rendelkezik, mint a hagyományos lézerek, például koherens elektromágneses sugárzásból álló sugarat bocsát ki, amely nagy teljesítményt képes elérni. A gáz-, folyadék- vagy szilárdtestlézerekkel, például a diódalézerekkel ellentétben, amelyekben az elektronokat atomokhoz kötve gerjesztik, a FEL-ek lézermédiumként relativisztikus elektronnyalábot használnak, amely szabadon mozog egy mágneses struktúrán keresztül.

K: Milyen frekvenciatartományt fed le a szabadelektron-lézer?


V: A szabadelektron-lézer rendelkezik a legszélesebb frekvenciatartománnyal az összes lézertípus közül, és széles körben hangolható. Jelenleg a mikrohullámoktól a terahertzes sugárzáson és az infravörösön át a látható spektrumon át az ultraibolya és a röntgensugárzásig terjed a hullámhossza.

K: Ki találta fel a szabadelektron-lézert?


V: A szabadelektron-lézert John Madey találta fel 1976-ban a Stanford Egyetemen.

K: Mit használtak a jelek erősítésére a FEL-ekkel végzett korai kísérleteknél?


V: A FEL-ekkel végzett korai kísérletekhez John Madey 24 MeV-os elektronsugarat és 5 m hosszú wiggler-t használt a jelek erősítésére.

K: Ki fejlesztette ki a későbbi FEL korábbi változatát?


V: Hans Motz és munkatársai 1953-ban a Stanfordon kifejlesztették a későbbi FEL korábbi változatát, a szabadelektron-lézerek középpontjában álló wiggler-mágneses konfigurációt használva.

K: Mennyi áramot használnak a FEL-ek működésük során?


V: A szabadelektron-lézerek működésük során sok villamos energiát használnak.

K: Hogyan tudják a tudósok csökkenteni a működéshez szükséges energiát?


V: A működéshez szükséges energia csökkentéséhez a tudósok energia-visszanyerő lineáris gyorsítót használnak a lézert aktiváló nagy energiájú elektronsugár újrahasznosítására.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3