最近、フリッツ・ハーバー研究所 (FHI)ドイツのベルリンにあるマックス・プランク協会の研究者らは、2色モードでの赤外線自由電子レーザーの最初の動作という技術的マイルストーンを達成しました。
この世界をリードする技術革新により、2色レーザーパルスの同時実験が可能となり、固体や分子における時間過程の研究などの応用の新たな可能性が開かれます。
現在、世界中で約 12 種類の自由電子レーザーが利用可能であり、サイズ (数メートルから数キロメートルまで)、波長範囲 (マイクロ波から硬 X 線まで)、コスト (数百万から数百万まで) が大きく異なります。 10億）。 ただし、これらには共通の特徴があります。つまり、それらはすべて、強力で短いパルスの放射線を生成します。
ここ数十年で、自由電子レーザーは重要な放射線源となり、基礎研究や応用科学で広く使用されています。
フリッツ・ハーバー研究所 (FHI) の研究者が米国のパートナーと協力して、2 つの異なる色の赤外線パルスを同時に生成できる新しい方法を開発したことが知られています。
この技術の実現は独創的です。自由電子ビームの流れでは、電子ビームはまず電子ガス ペダルによって加速され、光速に近い非常に高い運動エネルギーに達します。 その後、これらの高速電子は変動器を通過し、極性が周期的に変化する強力な磁場の作用によってサイクロトロンのような経路に押し込まれます。
電子の振動作用により電磁放射が放出され、その波長は電子エネルギーまたは磁場の強度を調整することによって正確に制御できます。 このため、自由電子レーザー (FEL) は、電磁スペクトルのほぼすべての部分でレーザーのような放射を生成することができ、長いテラヘルツから短い X 線波長までの広範囲をカバーします。
2012 年以来、富士重工の FEL は安定して動作しており、2.8 ミクロンから 50 ミクロンの中赤外 (MIR) 範囲で継続的に調整可能な波長を持つ強力なパルス放射を生成しています。 近年、富士重工業の科学者とエンジニアは 2 色の拡張に取り組み、5 ～ 170 ミクロンの波長で遠赤外線 (FIR) 放射を生成する FEL の 2 番目のブランチの設置に成功しました。
この革新は、FEL の応用範囲を拡大するだけでなく、科学研究の分野における FEL の開発に新たな道を切り開きます。
