科学家制造出比以前强十倍的x射线脉冲

美国能源部SLAC国家加速器实验室的科学家开发了一种新技术，用于测试该设施的直线加速器相干光源(LCLS) x射线自由电子激光器(XFEL)的极限。他们创造了一种设备，可以产生10倍于以前x射线脉冲的功率，同时保持在LCLS目前的自由电子激光基础设施内。

这项尖端技术采用了啁啾脉冲放大(CPA)技术，这是一种产生电流、超强光学激光脉冲的技术。根据该研究的主要作者李浩元的说法，目前来自自由电子激光器的x射线激光脉冲的最大输出约为100千兆瓦，通常具有复杂而混乱的结构。

CPA的工作原理是在将能量脉冲通过放大器和压缩机发送之前拉伸它，这逆转了在第一阶段所做的拉伸。因此，脉冲异常强烈，干净，短。CPA由罗彻斯特大学的研究人员Donna Strickland和Gérard Mourou于20世纪80年代创立，他们获得了2018年诺贝尔物理学奖。

CPA已经彻底改变了用于光学激光器的高强度脉冲的产生，但很难将这种方法应用于x射线波长。通过全面的数值模拟，研究人员开发了一种CPA方法，用于在现有自由电子激光器的光束特性中产生高强度硬x射线脉冲。新系统证明，它能够利用现有的自由电子激光设备(如SLAC的LCLS)产生太瓦飞秒硬x射线脉冲。

该团队的下一步是用一个微型原型构建该系统。他们的研究结果如下发表《物理评论快报》。