新的研究表明如何测量从自由电子激光器（FEL）发出的高频光的超短脉冲。通过使用光感应电离本身创建飞秒光学快门，该技术将FEL脉冲的电场编码为可见光脉冲，以便可以使用标准的慢速可见光相机对其进行测量。
洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）的帕梅拉·鲍兰（Pamela Bowlan）表示：“这项工作有可能导致针对FEL的新在线诊断，该诊断可以确定每个光脉冲的确切脉冲形状中国机械网okmao.com。该信息可以为最终用户和加速器科学家提供帮助。”国家实验室负责该项目的首席研究员。该论文于2021年4月12日在Optica上发表。“这项工作还为测量X射线脉冲或飞秒时间分辨的X射线图像铺平了道路。”
由千米长的线性加速器驱动的自由电子激光器发出短波长的光脉冲，持续时间达四分之一秒。结果，它们可以作为频闪灯来观察自然界中最快的事件（原子或分子运动），因此有望彻底改变我们对几乎任何物质的理解。
以前已经证明了测量如此迅速消失的电离辐射的挑战。但是，尽管电子设备太慢而无法测量这些光脉冲，但光学效果实际上可能是瞬时的。将连续激光的所有能量压缩成短脉冲意味着飞秒激光脉冲非常明亮，并具有改变材料吸收或折射的能力，从而有效地产生了瞬时“光学百叶窗”。
这个想法已被广泛用于测量可见光飞秒激光脉冲。但是，来自FEL的高频极紫外光与物质的相互作用不同。这种光正在电离，这意味着它将电子从其原子中拉出。研究人员表明，电离本身可以用作“飞秒光学快门”，用于测量31纳米的极紫外激光脉冲。
Bowlan说：“电离通常会改变一种材料的光学性能达纳秒，这比FEL脉冲持续时间慢10,000倍。” “但是，电离上升沿的持续时间明显更快，这取决于电子离开原子要花多长时间。这种光学性质的变化可以充当测量FEL脉冲所需的快速快门。”