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美首次觀察到超發光現象
發表時間:2009-09-15  訪問次數: 1588 次          
美首次觀察到超發光現象


信息來源: 布魯克海文國家實驗室網站     發表日期: 2007-1-23      閱讀次數:348


    美國能源部布魯克海文國家實驗室的研究小組日前采用新技術獲得了超短光脈沖,并稱該技術有望用于能捕捉分子和原子運動的新一代光源設備。在新出版的《物理評論快報》上,研究人員介紹說,他們在利用激光束控制自由電子激光光脈沖持續時間的實驗中,首次觀察到了超發光現象。
  世界上大多數光源產生的是頻帶較寬的光。布魯克海文國家實驗室就有能力產生X射線、紫外線和紅外線的國家同步加速器光源(NSLS),它們是人們從事從生物技術到納米技術實驗的有效工具。然而,要了解化學和生物系統中分子如何改變自己的結構,科學家則需要頻帶更窄的超短光脈沖,因為它能幫助科學家捕捉到生物和化學過程以及多種其他原子量級活動的時間解析圖像。
  在同步加速器中,通過加速電子束并讓其通過磁場,能夠產生出同步加速光。通常,同步加速光和自由電子激光的脈沖持續時間均由該電子束來決定。盡管科學家經過努力獲得了短電子脈沖,然而由于電子束中電子之間的排斥力,導致他們難以進一步縮短其脈沖。布魯克海文國家實驗室光源開發實驗室中的研究人員將鈦-藍寶石激光器的激光束作用于混有電子束的自由電子激光飛秒光脈沖,導致光脈沖的強度不斷增加和持續時間不斷縮短,最終獲得了超發光現象,整個過程沒有受到電子束的影響。
  NSLS物理學家、報告著者瓦特貝說,利用現有光源,人們只能獲得原子的靜態快照,了解原子過去和現在的位置,但是并不知道它們如何從過去的位置運動到了新的位置。因此,人們需要的是原子運動過程的圖像,而這正是超短脈沖光能夠發揮作用的地方。
科學家于1954年提出了超發光概念,認為超發光是從原子或分子系統中提取能量的最有效途徑。此次實驗是光源開發實驗室首次利用自由電子激光的設備觀察到超發光現象,了解這種高強度超短光脈沖形成的機制,有望幫助人們開發新一代光源發光設備。
T. Watanabe, X. J. Wang, J. B. Murphy, J. Rose, Y. Shen, T. Tsang, L. Giannessi, P. Musumeci, and S. Reiche,"Experimental Characterization of Superradiance in a Single-Pass High-Gain Laser-Seeded Free-Electron Laser Amplifier,"Physical Review Letters, Volume 98, Issue 3, January 13-19, 2007

 

 

 
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