在KB镜子上的计量学,用于X射线自由电子激光振荡器
Silja Schmidtchen1, Bertram Friedrich1, Idoia Freijo Martin1
1European X-Ray Free Electron Laser Facility GmbH, 22869 Schenefeld, Germany.
The Review of scientific instruments
|December 22, 2025
概括
研究人员正在开发一个X射线自由电子激光振荡器 (XFELO),以提高纵向连贯性. 这涉及钻石布拉格晶体和镜的精确对齐,以提高XFEL性能.
科学领域:
- 射线X射线自由电子激光器 (XFEL) 是一种
- 激光物理 激光物理
- 光学计量学 在光学计量学
背景情况:
- 欧洲XFEL提供高亮度,短波长和femtosecond脉冲,但其纵向连贯性较差.
- 单通道自放大自发发射 (SASE) FEL 本质上具有有限的纵向连贯性.
- 射线腔可以增强连贯性,稳定性和光谱流量,类似于可见光激光器.
研究的目的:
- 建议并详细说明X射线自由电子激光振荡器 (XFELO) 的设置.
- 研究关键光学元件的计量和对准技术.
- 为了在XFEL脉冲中实现完全的三维连贯性和更好的稳定性.
主要方法:
- 设计了一个XFELO设置,使用Karl-Barthel (KB) 几何学中的钻石布拉格晶体和镜进行反射.
- 采用12英寸光圈Fizeau干扰仪,用于对镜面粗度 (<0.3 nm rms) 和形状误差 (<3 nm P-V) 的高精度测量.
- 开发了一种带有辅助镜的光学旋转设置,用于镜的代对齐,精度<100μrad.
主要成果:
- 模拟证实了作为反射器的镜对需要精确的垂直对齐 (<100μrad).
- 计量学证实镜面质量符合XFELO操作的严格要求.
- 使用干扰度测量的代对齐程序已成功实施.
结论:
- 开发的计量和对齐技术对于实现拟议的XFELO至关重要.
- 在光学元件对齐中实现指定的精度是可行的.
- 这项工作为XFEL源铺平了道路,显著提高了纵向连贯性和稳定性.
