Nylig harFritz Haber Institute (FHI)fra Max Planck Society i Berlin, Tyskland, oppnådde en teknologisk milepæl - den første operasjonen av en infrarød frielektronlaser i tofargemodus.
Denne verdensledende teknologiske innovasjonen gjør simultane tofarge laserpulseksperimenter mulig og åpner for nye muligheter for applikasjoner som studiet av tidsprosesser i faste stoffer og molekyler.
For tiden er det omtrent et dusin frielektronlasere tilgjengelig over hele verden, som varierer mye i størrelse (fra noen få meter til noen få kilometer), bølgelengdeområde (fra mikrobølger til harde røntgenstråler) og kostnader (fra millioner til mer enn en milliard). Imidlertid deler de et fellestrekk: de produserer alle intense og korte strålingspulser.
De siste tiårene har frielektronlasere blitt en viktig kilde til stråling og er mye brukt i grunnforskning og anvendt vitenskap.
Det er kjent at forskere ved Fritz Haber Institute (FHI) sammen med partnere i USA har utviklet en ny metode som er i stand til å generere infrarøde pulser av to forskjellige farger samtidig.
Realiseringen av denne teknologien er genial: I en fri elektronstrålestrøm blir elektronstrålene først akselerert av en elektrongasspedal for å nå ekstremt høye kinetiske energier nær lysets hastighet. Deretter passerer disse høyhastighetselektronene gjennom en fluktuator og tvinges inn i en syklotronlignende bane ved påvirkning av et sterkt magnetfelt med periodisk skiftende polaritet.
Elektronenes oscillerende virkning resulterer i utslipp av elektromagnetisk stråling, hvis bølgelengde kan kontrolleres nøyaktig ved å justere enten elektronenergien eller styrken til magnetfeltet. På grunn av dette er frie elektronlasere (FELs) i stand til å generere laserlignende stråling i nesten alle deler av det elektromagnetiske spekteret, og dekker et bredt spekter fra lange terahertz til korte røntgenbølgelengder.
Siden 2012 har FHIs FEL-er fungert jevnt og trutt, og produsert intens pulserende stråling med bølgelengder som kontinuerlig kan justeres i det midt-infrarøde (MIR) området, fra 2,8 mikron til 50 mikron. De siste årene har FHIs forskere og ingeniører jobbet med en tofarget utvidelse, og med suksess installert en andre gren av FEL for å produsere fjerninfrarød (FIR) stråling ved bølgelengder mellom 5 og 170 mikron.
Denne innovasjonen utvider ikke bare bruksområdet for FEL-er, men åpner også nye veier for deres utvikling innen vitenskapelig forskning.
