據美國華盛頓一月二十一日報道: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衝(chong) ,並稱該技術有望用於(yu) 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(men) 在利用激光束控製自由電子激光光脈衝(chong) 持續時間的實驗中,首次觀察到了超發光現象。
地球上大多數光源產(chan) 生的是頻帶較寬的光。布魯克海文國家實驗室就有能產(chan) 生X射線、紫外線和紅外線的國家同步加速器光源(NSLS),它們(men) 是人們(men) 從(cong) 事從(cong) 生物技術到納米技術實驗的有效工具。然而,要了解化學和生物係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衝(chong) ,因為(wei) 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,通過加速電子束並讓其通過磁場,能夠產(chan) 生出同步加速光。通常,同步加速光和自由電子激光的脈衝(chong) 持續時間均由該電子束來決(jue) 定。盡管科學家經過努力獲得了短電子脈衝(chong) ,然而由於(yu) 電子束中電子之間的排斥力,導致他們(men) 難以進一步縮短其脈衝(chong) 。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於(yu) 混有電子束的自由電子激光飛秒光脈衝(chong) ,導致光脈衝(chong) 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(ge) 過程沒有受到電子束的影響。
NSLS物理學家、報告合著者瓦特貝說,利用現有光源,人們(men) 隻能獲得原子的靜態快照,了解原子過去和現在的位置,但是並不知道它們(men) 如何從(cong) 過去的位置運動到了新的位置。因此,人們(men) 需要的是原子運動過程的圖像,而這正是超短脈衝(chong) 光能夠發揮作用的地方。
科學家於(yu) 1954年提出了超發光概念,認為(wei) 超發光是從(cong) 原子或分子係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衝(chong) 形成的機製,有望幫助人們(men) 開發新一代光源發光設備。
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