レーザーウェイクフィールド加速器による27ナノメートルの自由電子レーザー

科学分野:

• 物理学
• アクセラレーター科学
• フォトン科学

背景:

• X線自由電子レーザー (XFEL) は,構造生物学と化学にとって不可欠な強烈で一貫した放射線を提供します.
• 現在のXFEL施設は 大規模で高価な無線周波数加速器に依存しています
• コンパクトで経済的な加速器のオプションは,非常に求められています.

研究 の 目的:

• レーザーウェイクフィールド加速器 (LWA) をXFELアプリケーションで使用する可能性を実証する.
• レージングのためのLWAからの低品質の電子ビームの課題を克服するために.
• LWA駆動電子ビームを使用して,アンデュレーター放射の指数関数的な増幅を達成します.

主な方法:

• 3つの波動器を用いた実験装置.
• レーザーウェイクフィールド加速度による電子束の生成.
• 増幅されたアンデュレータの放射線特性の測定

主要な成果:

• 振動器の放射線増幅の実験的な実証が成功しました.
• 27nmで約150ナノジュールのピーク放射線エネルギーを達成した.
• 3つ目の波動器の 100倍のパワーが 確認されました

結論:

• レーザーウェイクフィールド加速器を用いた自由電子レーザーの原理の証明
• コンパクトで経済的なXFELの開発への道を開く.
• ミニチュア化によってXFEL技術の潜在的応用を拡大する.