TW ଶ୍ରେଣୀ ଆଟୋସେକଣ୍ଡ ଏକ୍ସ-ରେ ପଲ୍ସ ଲେଜର |

TW ଶ୍ରେଣୀ ଆଟୋସେକଣ୍ଡ ଏକ୍ସ-ରେ ପଲ୍ସ ଲେଜର |
ଆଟସେକେଣ୍ଡ ଏକ୍ସ-ରେ |ନାଡ ଲେଜର |ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ଏବଂ କ୍ଷୁଦ୍ର ନାଡିର ଅବଧି ସହିତ ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଷ୍ଟ ନନ୍-ଲାଇନ୍ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରସ୍କୋପି ଏବଂ ଏକ୍ସ-ରେ ଡିଫ୍ରାକ୍ସନ୍ ଇମେଜିଙ୍ଗ୍ ହାସଲ କରିବାର ଚାବି | ଯୁକ୍ତରାଷ୍ଟ୍ରର ଅନୁସନ୍ଧାନକାରୀ ଦଳ ଦୁଇ ପର୍ଯ୍ୟାୟର ଏକ କ୍ୟାସକେଡ୍ ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲେ |ଏକ୍ସ-ରେ ମୁକ୍ତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଲେଜର |ବିଚ୍ଛିନ୍ନ ଆଟସେକେଣ୍ଡ୍ ଡାଲି ଆଉଟପୁଟ୍ କରିବାକୁ | ବିଦ୍ୟମାନ ରିପୋର୍ଟଗୁଡିକ ତୁଳନାରେ, ଡାଲିର ହାରାହାରି ଶିଖର ଶକ୍ତି ଏକ କ୍ରମରେ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଥାଏ, ସର୍ବାଧିକ ଶିଖର ଶକ୍ତି ହେଉଛି 1.1 TW, ଏବଂ ମଧ୍ୟମ ଶକ୍ତି 100 μJ ରୁ ଅଧିକ | ଅଧ୍ୟୟନ ଏକ୍ସ-ରେ କ୍ଷେତ୍ରରେ ସଲିଟନ୍ ପରି ସୁପରଡିଏସନ୍ ଆଚରଣ ପାଇଁ ଦୃ strong ପ୍ରମାଣ ମଧ୍ୟ ପ୍ରଦାନ କରେ |ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ଲେଜର |ଉଚ୍ଚ କ୍ଷେତ୍ରର ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନ, ଆଟୋସେକଣ୍ଡ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରସ୍କୋପି ଏବଂ ଲେଜର କଣିକା ତ୍ୱରାନ୍ୱିତକାରୀ ସହିତ ଅନେକ ନୂତନ ଗବେଷଣା କ୍ଷେତ୍ର ଚଳାଇଛନ୍ତି | ସମସ୍ତ ପ୍ରକାରର ଲେଜର ମଧ୍ୟରେ ଏକ୍ସ-ରେ ଡାକ୍ତରୀ ନିରାକରଣ, ଶିଳ୍ପ ତ୍ରୁଟି ଚିହ୍ନଟ, ସୁରକ୍ଷା ଯାଞ୍ଚ ଏବଂ ବ scientific ଜ୍ଞାନିକ ଅନୁସନ୍ଧାନରେ ବହୁଳ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ | ଏକ୍ସ-ରେ ମୁକ୍ତ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଲେଜର (XFEL) ଅନ୍ୟ ଏକ୍ସ-ରେ ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ତୁଳନାରେ ବହୁ ପରିମାଣର କ୍ରମାଙ୍କରେ ଶିଖର ଏକ୍ସ-ରେ ଶକ୍ତି ବୃଦ୍ଧି କରିପାରିବ, ଏହିପରି ଏକ୍ସ-ରେ ପ୍ରୟୋଗକୁ ଅଣ-ଲାଇନ୍ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରସ୍କୋପି ଏବଂ ଏକକ- କଣିକା ଡିଫ୍ରାକ୍ସନ୍ ଇମେଜିଙ୍ଗ୍ ଯେଉଁଠାରେ ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ଆବଶ୍ୟକ | ସମ୍ପ୍ରତି ସଫଳ ଆଟୋସେକେଣ୍ଡ XFEL ଆଟୋସେକଣ୍ଡ ବିଜ୍ଞାନ ଏବଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାରେ ଏକ ପ୍ରମୁଖ ସଫଳତା, ବେଞ୍ଚଟପ୍ ଏକ୍ସ-ରେ ଉତ୍ସ ତୁଳନାରେ ଉପଲବ୍ଧ ଶିଖର ଶକ୍ତିକୁ six ଟିରୁ ଅଧିକ କ୍ରମାଙ୍କରେ ବୃଦ୍ଧି କରିଥାଏ |

ମାଗଣା ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଲେଜର |ସାମୂହିକ ଅସ୍ଥିରତା ବ୍ୟବହାର କରି ସ୍ୱତ aneous ପ୍ରବୃତ୍ତ ନିର୍ଗମନ ସ୍ତରଠାରୁ ଅଧିକ ପରିମାଣର ପଲ୍ସ ଶକ୍ତି ହାସଲ କରିପାରନ୍ତି, ଯାହା ଆପେକ୍ଷିକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ ବିମ୍ ଏବଂ ଚୁମ୍ବକୀୟ ଓସିଲେଟରରେ ବିକିରଣ କ୍ଷେତ୍ରର କ୍ରମାଗତ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ଦ୍ୱାରା ହୋଇଥାଏ | ହାର୍ଡ ଏକ୍ସ-ରେ ପରିସରରେ (ପ୍ରାୟ 0.01 nm ରୁ 0.1 nm ତରଙ୍ଗଦ eng ର୍ଘ୍ୟ), ବଣ୍ଡଲ୍ ସଙ୍କୋଚନ ଏବଂ ସାଚୁଚରେସନ୍ କନିଙ୍ଗ୍ କ ques ଶଳ ଦ୍ୱାରା FEL ହାସଲ ହୁଏ | ମୃଦୁ ଏକ୍ସ-ରେ ପରିସର (ପ୍ରାୟ 0.1 nm ରୁ 10 nm ତରଙ୍ଗଦ eng ର୍ଘ୍ୟ) ରେ, FEL କ୍ୟାସକେଡ୍ ସତେଜ-ସ୍ଲାଇସ୍ ଟେକ୍ନୋଲୋଜି ଦ୍ୱାରା କାର୍ଯ୍ୟକାରୀ ହୋଇଥାଏ | ସମ୍ପ୍ରତି, 100 GW ର ଶିଖର ଶକ୍ତି ସହିତ ଆଟୋସେକଣ୍ଡ ଡାଲି ବର୍ଦ୍ଧିତ ସ୍ୱ-ବର୍ଦ୍ଧିତ ସ୍ୱତ aneous ପ୍ରବୃତ୍ତ ନିର୍ଗମନ (ESASE) ପଦ୍ଧତି ବ୍ୟବହାର କରି ସୃଷ୍ଟି ହୋଇଥିବା ଜଣାଯାଇଛି |

ଅନୁସନ୍ଧାନକାରୀ ଦଳ XFEL ଉପରେ ଆଧାର କରି ଦୁଇଟି ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଆମ୍ପ୍ଲାଇଫେସନ୍ ସିଷ୍ଟମ୍ ବ୍ୟବହାର କରି ଲିନାକ୍ କୋହେରାଣ୍ଟରୁ କୋମଳ ଏକ୍ସ-ରେ ଆଟୋସେକେଣ୍ଡ୍ ପଲ୍ସ ଆଉଟପୁଟକୁ ବ ify ାଇବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲେ |ଆଲୋକ ଉତ୍ସTW ସ୍ତରକୁ, ରିପୋର୍ଟ ହୋଇଥିବା ଫଳାଫଳଗୁଡିକ ଉପରେ ପରିମାଣର ଉନ୍ନତିର ଏକ କ୍ରମ | ପରୀକ୍ଷାମୂଳକ ସେଟଅପ୍ ଚିତ୍ର 1 ରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି | ESASE ପଦ୍ଧତି ଉପରେ ଆଧାର କରି, ଫୋଟୋକାଥୋଡ୍ ନିର୍ଗମନକାରୀ ଏକ ଉଚ୍ଚ କରେଣ୍ଟ୍ ସ୍ପାଇକ୍ ସହିତ ଏକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବିମ୍ ପାଇବା ପାଇଁ ମଡ୍ୟୁଲେଟ୍ ହୋଇଛି ଏବଂ ଆଟସେକେଣ୍ଡ ଏକ୍ସ-ରେ ଡାଲି ସୃଷ୍ଟି କରିବାରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ | ଚିତ୍ର 1 ର ଉପର ବାମ କୋଣରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ନାଡ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବିମର ସ୍ପାଇକ୍ ର ଆଗ ଧାରରେ ଅବସ୍ଥିତ | ଯେତେବେଳେ XFEL ସାଚୁଚରେସନ୍ରେ ପହଞ୍ଚେ, ଚୁମ୍ବକୀୟ ସଙ୍କୋଚକ ଦ୍ୱାରା ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବିମ୍ ଏକ୍ସ-ରେ ସହିତ ବିଳମ୍ବ ହୁଏ, ଏବଂ ତା’ପରେ ନାଡ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବିମ୍ (ତାଜା ସ୍ଲାଇସ୍) ସହିତ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା କରିଥାଏ ଯାହା ESASE ମୋଡ୍ୟୁଲେସନ କିମ୍ବା FEL ଲେଜର ଦ୍ୱାରା ପରିବର୍ତ୍ତିତ ହୋଇନଥାଏ | ଶେଷରେ, ଏକ ଦ୍ୱିତୀୟ ଚୁମ୍ବକୀୟ ଅଣ୍ଡୁଲେଟର ତାଜା ସ୍ଲାଇସ୍ ସହିତ ଆଟସେକେଣ୍ଡ୍ ଡାଲିର ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ମାଧ୍ୟମରେ ଏକ୍ସ-ରେକୁ ଆହୁରି ବ ify ାଇବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ |

ସଂଖ୍ୟା କିମ୍ବା ପ୍ରତୀକ ସହିତ ଅକ୍ଷର ମଧ୍ଯ ବ୍ୟବହାର କରି। 1 ପରୀକ୍ଷାମୂଳକ ଉପକରଣ ଚିତ୍ର; ଚିତ୍ରଟି ଦ୍ରାଘିମା ପର୍ଯ୍ୟାୟ ସ୍ପେସ୍ (ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ର ସମୟ-ଶକ୍ତି ଚିତ୍ର, ସବୁଜ), ସାମ୍ପ୍ରତିକ ପ୍ରୋଫାଇଲ୍ (ନୀଳ) ଏବଂ ପ୍ରଥମ କ୍ରମାଙ୍କ ବିସ୍ତାର (ବାଇଗଣୀ) ଦ୍ୱାରା ଉତ୍ପାଦିତ ବିକିରଣକୁ ଦର୍ଶାଏ | XTCAV, X- ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଟ୍ରାନ୍ସଭର୍ କ୍ୟାଭିଟି; cVMI, ସମବାୟ ଦ୍ରୁତ ମ୍ୟାପିଂ ଇମେଜିଙ୍ଗ୍ ସିଷ୍ଟମ୍; FZP, ଫ୍ରେସେଲ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ପ୍ଲେଟ୍ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋମିଟର |

ସମସ୍ତ ଆଟସେକେଣ୍ଡ୍ ଡାଲି ଶବ୍ଦରୁ ନିର୍ମିତ, ତେଣୁ ପ୍ରତ୍ୟେକ ନାଡିର ଭିନ୍ନ ଭିନ୍ନ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରାଲ୍ ଏବଂ ଟାଇମ୍-ଡୋମେନ୍ ଗୁଣ ଅଛି, ଯାହା ଅନୁସନ୍ଧାନକାରୀମାନେ ଅଧିକ ବିସ୍ତୃତ ଭାବରେ ଅନୁସନ୍ଧାନ କରିଥିଲେ | ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରା ଦୃଷ୍ଟିରୁ, ସେମାନେ ବିଭିନ୍ନ ସମାନ ଅଣ୍ଡୁଲେଟର ଦ s ର୍ଘ୍ୟରେ ବ୍ୟକ୍ତିଗତ ଡାଲିର ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରା ମାପିବା ପାଇଁ ଏକ ଫ୍ରେସେଲ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ପ୍ଲେଟ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋମିଟର ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲେ ଏବଂ ଜାଣିବାକୁ ପାଇଲେ ଯେ ଏହି ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରା ଦ୍ secondary ିତୀୟ ଆମ୍ପ୍ଲାଇଫେସନ୍ ପରେ ମଧ୍ୟ ସୁଗମ ତରଙ୍ଗ ଆକାରକୁ ବଜାୟ ରଖିଛି, ଯାହା ସୂଚାଇଥାଏ ଯେ ଡାଲିଗୁଡ଼ିକ ଅଣମୋଡାଲ୍ ରହିଛନ୍ତି | ଟାଇମ୍ ଡୋମେନ୍ ରେ, କୋଣାର୍କ ଫ୍ରିଙ୍ଗ୍ ମାପ କରାଯାଏ ଏବଂ ନାଡିର ଟାଇମ୍ ଡୋମେନ୍ ତରଙ୍ଗଫର୍ମ ବର୍ଣ୍ଣିତ | ଚିତ୍ର 1 ରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି, ଏକ୍ସ-ରେ ନାଡକୁ ବୃତ୍ତାକାର ପୋଲାରାଇଜଡ୍ ଇନଫ୍ରାଡ୍ ଲେଜର ପଲ୍ସ ସହିତ ଆଚ୍ଛାଦିତ କରାଯାଇଛି | ଏକ୍ସ-ରେ ପଲ୍ସ ଦ୍ୱାରା ଆୟୋନାଇଜଡ୍ ହୋଇଥିବା ଫଟୋଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଇନଫ୍ରାଡ୍ ଲେଜରର ଭେକ୍ଟର ସମ୍ଭାବନା ବିପରୀତ ଦିଗରେ ଷ୍ଟ୍ରକ୍ ଉତ୍ପାଦନ କରିବ | କାରଣ ଲେଜରର ବ electric ଦ୍ୟୁତିକ କ୍ଷେତ୍ର ସମୟ ସହିତ ଘୂର୍ଣ୍ଣନ କରେ, ଫଟୋ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ର ଗତି ବଣ୍ଟନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ନିର୍ଗମନ ସମୟ ଦ୍ determined ାରା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଏ ଏବଂ ନିର୍ଗମନ ସମୟର କୋଣାର୍କ ମୋଡ୍ ଏବଂ ଫଟୋଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ର ଗତି ବଣ୍ଟନ ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କ ସ୍ଥାପିତ ହୁଏ | ଫଟୋଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଗତିର ବଣ୍ଟନ ଏକ ସମବାୟ ଫାଷ୍ଟ ମ୍ୟାପିଂ ଇମେଜିଙ୍ଗ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋମିଟର ବ୍ୟବହାର କରି ମାପ କରାଯାଏ | ବଣ୍ଟନ ଏବଂ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରାଲ୍ ଫଳାଫଳ ଉପରେ ଆଧାର କରି, ଆଟସେକେଣ୍ଡ୍ ଡାଲିର ଟାଇମ୍-ଡୋମେନ୍ ତରଙ୍ଗଫର୍ମ ପୁନ str ନିର୍ମାଣ ହୋଇପାରିବ | ଚିତ୍ର 2 (କ) ନାଡିର ଅବଧି ବଣ୍ଟନକୁ ଦର୍ଶାଏ, 440 ର ମଧ୍ୟମା ସହିତ | ଶେଷରେ, ନାଡିର ଶକ୍ତି ମାପିବା ପାଇଁ ଗ୍ୟାସ୍ ମନିଟରିଂ ଡିଟେକ୍ଟର୍ ବ୍ୟବହୃତ ହେଲା, ଏବଂ ଚିତ୍ର 2 (ଖ) ରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି ଶିଖର ନାଡ ଶକ୍ତି ଏବଂ ନାଡିର ଅବଧି ମଧ୍ୟରେ ବିଛାଇବା ପ୍ଲଟ୍ ଗଣନା କରାଯାଇଥିଲା | ତିନୋଟି ବିନ୍ୟାସକରଣ ବିଭିନ୍ନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବିମ୍ ଫୋକସିଂ ଅବସ୍ଥା, ୱେଭର୍ କନିଙ୍ଗ୍ ଅବସ୍ଥା ଏବଂ ଚୁମ୍ବକୀୟ ସଙ୍କୋଚକ ବିଳମ୍ବ ଅବସ୍ଥା ସହିତ ଅନୁରୂପ ଅଟେ | ଏହି ତିନୋଟି ବିନ୍ୟାସକରଣ ଯଥାକ୍ରମେ 150, 200, ଏବଂ 260 µJ ର ହାରାହାରି ନାଡ ଶକ୍ତି ଉତ୍ପାଦନ କଲା, ସର୍ବାଧିକ ଶିଖର ଶକ୍ତି 1.1 TW |

ଚିତ୍ର 2। (କ) ଅଧା ଉଚ୍ଚତା ବଣ୍ଟନ ହିଷ୍ଟୋଗ୍ରାମ୍ ପୂର୍ଣ୍ଣ ମୋଟେଇ (FWHM) ନାଡିର ଅବଧି; (ଖ) ଶିଖର ଶକ୍ତି ଏବଂ ନାଡ ଅବଧି ସହିତ ଅନୁରୂପ ବିଛାଇବା ପ୍ଲଟ୍ |

ଏଥିସହ, ଅଧ୍ୟୟନ ପ୍ରଥମ ଥର ପାଇଁ ଏକ୍ସ-ରେ ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ସଲିଟନ୍ ପରି ସୁପରମିସନ୍ ଘଟଣାକୁ ମଧ୍ୟ ଦେଖିଲା, ଯାହା ବିସ୍ତାର ସମୟରେ କ୍ରମାଗତ ନାଡିର କ୍ଷୁଦ୍ରତା ପରି ଦେଖାଯାଏ | ଏହା ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଏବଂ ବିକିରଣ ମଧ୍ୟରେ ଏକ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟା ଦ୍ caused ାରା ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ, ଶକ୍ତି ଶୀଘ୍ର ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ରୁ ଏକ୍ସ-ରେ ନାଡିର ମୁଣ୍ଡକୁ ଏବଂ ନାଡିର ଲାଞ୍ଜରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ କୁ ଫେରିଯାଏ | ଏହି ଘଟଣାର ଗଭୀର ଅଧ୍ୟୟନ ମାଧ୍ୟମରେ, ଆଶା କରାଯାଏ ଯେ ଏକ୍ସ-ରେ ଡାଲିଗୁଡିକ ସ୍ୱଳ୍ପ ଅବଧି ଏବଂ ଅଧିକ ଶିଖର ଶକ୍ତି ସହିତ ସୁପରଡିଏସନ୍ ଆମ୍ପ୍ଲାଇଫେସନ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ବିସ୍ତାର କରି ଏବଂ ସଲିଟନ୍ ପରି ମୋଡ୍ ରେ ନାଡିର କ୍ଷୁଦ୍ରତାର ସୁଯୋଗ ନେଇ ଅଧିକ ହୃଦୟଙ୍ଗମ ହୋଇପାରିବ |