光致原子变化的光学测量

研究人员将自由电子光器发射的X射线与激光器发射的近红外光线混合来探究光足如何使单晶金刚石原子的外层电子偏振的。     

X射线自由电子激光:原理、现状及应用

 20世纪70年代，研究人员提出了自由电子激光的概念并建造了远红外自由电子激光器。随后，许多国家都开展了相关的理论研究与实验探索，并于21世纪初建造了X射线波段的自由电子激光器。X射线自由电子激光器是一种基于直线电子加速器的大型科学研究装置，可以产生波长可调的超短超强相干X射线激光脉冲。在过去的十多年中，X射线自由电子激光引起了科学界的广泛关注，各个国家的大力投入和支持使其在很短的时间内取得了迅速的发展，在物理、化学、生命科学、材料科学等领域都发挥了重要的作用。本文将简要介绍X射线自由电子激光的基本原理、发展现状、及其在各学科领域中的应用。     

X射线自由电子激光:原理、现状及应用

<正>20世纪70年代,研究人员提出了自由电子激光的概念并建造了远红外自由电子激光器。随后,许多国家都开展了相关的理论研究与实验探索,并于21世纪初建造了X射线波段的自由电子激光器。X射线自由电子激光器是一种基于直线电子加速器的大型科学研究装置,可以产生波长可调的     

利用X射线激光器更精确地控制超快过程和化学反应

一种新型激光器以1．4613113的X射线短波长发射出相干脉冲——在能源方面,这就是干电子伏系统。德国电子加速器公司自由电子激光科学中心的Nina Rohringer与其它研究人员在报道中称已发明了利用粒子数反转增益的高能激光器,     

激光电子散射中的最大可能增益

借鉴自由电子激光(FEL)发展之初Madey对自由电子激光器中受激辐射引起的增益的讨论,通过在激光场中的量子电动力学(QED)的模型中引入激光电子系统初态态密度以及由不确定的系统初态到确定光子末态的跃迁速率,推导了激光电子正碰过程中受激辐射至单一电磁模式产生的最大可能增益。采用成功得到X射线或$\gamma $射线光子的三个激光电子Compton背散射实验的实验参数计算了激光电子散射过程中的最大可能增益,与第一台X射线自由电子激光(XFEL)中的最大可能增益作比较,进而对激光电子散射作为激光光源的可行性进行评估。计算结果表明,现有的能够得到X射线光子或$\gamma $射线光子的激光电子散射实验中的最大可能增益远低于第一台XFEL中的。本工作未能找到合适的激光电子参数以获得比第一台XFEL中更高的最大可能增益,但是在入射电磁波位于射频波段范围内找到了能够实现较高增益的参数组合。     

X射线自由电子激光的原理和在生物分子结构测定研究中的应用

X射线具有短波长和强穿透能力,利用电子对X射线的散射能够研究材料和分子的精密内部结构。信号的质量高度依赖于X射线发射源。2009年,美国能源部下属的斯坦福线性加速器中心国家实验室建成世界上第一台具有原子分辨率能力的X射线自由电子激光设施(LCLS),从此X射线进入激光时代,人类所能使用的X射线的峰值亮度比最强的同步辐射X射线光源提高了100亿倍。文章简要介绍了X射线自由电子激光的发展历程、产生原理和特性,并结合具体实验研究对如何应用X射线激光研究生物学领域的分子结构和动态变化进行总结。     

自由电子激光

 激光现在已得到了极为广泛的应用。它是利用工作物质的原子、分子或离子的特定能级之间的辐射跃迁,将激励的能量转换成相干辐射的能量而形成的。因此激光的波长、功率和空间分辨本领都要受限于激光器的工作物质。不利用原子、分子或离子的能级,而又能产生大量的相干光子,是科学家们长期孜孜以求的目标。上世纪80年代初,马迪(JohnMadey)在他的博士论文中首次提出了自由电子激光的概念,并在1976年和他的同事们在斯坦福大学首次实现了远红外自由电子激光,观察到了10.6μm波长的光放大。从那时起人们对自由电子激光的理论和实验的研究进入了一个新的阶段,并取得了丰硕的成果。     

单个病毒的X射线3D成像

自从1957年确立肌红蛋白的结构以来,研究人员利用X射线晶体学确定了数以万计蛋白、核酸和其他生物分子的结构,并由此展开了分子功能研究。这种方法要求被研究的分子必须可以形成晶体,当X射线通过晶体时会发生衍射,由此可获得结构信息。但是,很多重要的分子无法结晶,因此不能用这种方法来研究。这就是X射线晶体学的"阿喀琉斯之踵"。科学家们正在寻找重建分子结构的新方案:他们希望只需要将单分子注入到自由电子激光(XFEL)的强激光束中即可通过X射线衍射信息重建分子结构。由瑞典Uppsala大学Hajdu领导的研     

X射线象增强器的原理、性能和评价(续) 第二部分:X射线光阴极及微通道电子倍增器

三、X 射线光阴极1.X 射线光阴极一般原理由 x 射线光电子物理学可知:当 x 射线光子与阴极材料中的原子相互作用时,一般会产生如下非弹性碰撞过程:(1)一次电子发射;(2)二次电子发射;(3)俄歇电子发射;(4)特征(线状)谱和连续谱 X 射线发射;(5)长波(紫外、可见光和红外)辐射;(6)电子/空穴对产生;(7)晶格振动     

超快X射线自由电子激光研究进展北大核心CSCD

现代光源的发展不断推动着人们从更深层次上理解物质的基本结构和动力学行为。X射线自由电子激光作为最先进的光源,其超高的峰值功率、超短的脉冲长度和优良的相干性,为人们以原子级时空分辨率探测和操控物质中的超快过程提供了可能。目前全世界已有多个X射线自由电子激光装置建成并投入使用,在原子分子物理、化学、生命科学、材料科学等各学科应用中都显示出了重要价值。同时大量的研究工作也集中于继续提高X射线自由电子激光的性能,包括把脉冲持续时间从fs量级进一步缩短至as量级,这将为超快科学的发展带来新突破。以超快脉冲产生为主线,综述了近年来超快X射线自由电子激光产生方案的研究进展,从产生原理、方案特性、最新成果等方面介绍了各类产生方案,总结对比了各方案的优缺点,最后对超快X射线自由电子激光的未来发展方向进行了展望。     

X射线自由电子激光在物理学中的应用

在原子/分子空间尺度直接探测微观世界的飞秒量级动态复杂过程一直是科学家追求的梦想。2009年,X射线自由电子激光装置的出现使得这个梦想成为可能。文章将介绍近年来利用X射线自由电子激光装置在凝聚态物理、非线性光学、高压物理等研究领域取得的一些突破性进展,并展望其未来在解决重大物理问题中的可能应用。     

X射线自由电子激光

X射线自由电子激光是一种基于电子直线加速器的大型科学研究装置,可以产生超高亮度、超短脉冲、波长可调的相干X射线辐射,在物理、化学、材料、生命科学等诸多领域都有非常广泛和极为重要的应用。文章介绍了X射线自由电子激光的基本原理、运行模式、发展历程、国内外X射线自由电子激光大科学装置的发展态势以及近年来我国X射线自由电子激光装置的现状。     

光子计数型CCD测量激光等离子体X射线

 介绍了光子计数型电荷耦合器件(CCD)的工作原理，标定了2.0~30 keV的探测效率。在超强超短激光等离子体相互作用中，实验用靶为复合靶，分别用Cu＋Mo和Al+Cu制作。第1层靶是Cu或Al物质作为电子示踪材料，第2层靶是Mo或Cu物质作为荧光材料，利用光子计数型CCD测量了Mo和Cu的X射线能谱, 同时得到CCD的能量分辨率大于37。该CCD可用于激光等离子体低通量高能X射线测量实验。     

补充加料过程中逃逸电子的雪崩现象

在靶丸注入和超声分子束注入等补充加料期间，虽然等离子体密度骤然增加，但用五通道碘化汞探测器阵列及碘化钠探测器在此期间均测到很强的X射线辐射，且射线峰爆发时间与靶丸注入及超声分子束注入时间对应得相当好，用二次电子发射形成雪崩型逃逸电子理论解释了实验测量结果。     

超强激光超热电子激发的Kα X射线发射研究

建立了无色散型X射线谱仪. 利用SILEX-I激光装置的超强激光辐照固体物质,分别在靶前、后定量测量了Cu和Mo物质在不同激光功率密度时的X射线谱和Kα光子产额,推导了不同激光强度时的Kα X射线光子转换效率. 实验发现,打靶激光能量越高,靶后出射的Kα产额越高,100μm Mo靶可获得10^-5量级转换效率. 关键词： X射线发射 激光-物质相互作用 Kα谱仪')" href="#">Kα谱仪     

中国的X射线晶体学与结构生物学

<正>X射线晶体学是一门利用X射线来研究物质结构的学科。利用电子对X射线的散射作用,X射线晶体学可以获得晶体中电子密度的分布情况,再从中分析获得晶体内部分子的结构信息。近几十年来,X射线晶体学与生命科学充分融合,并且充分吸收包括核磁共振(NMR)、电镜技术等在内的各种研究生物结构的技术方法,形成了以X射线晶体学为核心的结构生物学,为认识生物分子的三维结构和功能机制,提供     

邮票上的物理学史40--放射性的发现

电子的发现确证了原子是有结构的,X射线是电子向内层轨道跃迁时发射出来的,与原子结构有密切的关系,它们的发现是原子物理学的开端.而放射性射线则是从原子核内发射出来的,它的发现打开了原子核物理学的大门. 放射性是在对X射线的研究中发现的. 1896年初,伦琴将发现新射线的报告,连同用X射线拍摄的手骨照片,分寄给各国知名科学家,其中包括法国的庞加莱.1月20日,庞加莱在法国科学院的例会上介绍了伦琴的发现,并展示了照片.庞加莱指出,X射线是从阴极对面发荧光的那部分管壁发出的,并问道,是否荧光物质发荧光时也发出X射线?他的话触动了在场的物理学家贝可勒尔.     

上海软X射线自由电子激光束流准直

上海软X射线自由电子激光装置（SXFEL）对束流发射度增长的幅度有着较为严格的限制,传统的光学准直已经不能满足其要求。采用基于束流的准直方法可以实现更为精密的准直,使得直线加速器的准直误差进一步降低,以满足自由电子激光装置的要求。通过对不同条件下束流位置检测器（BPM）测得的数据采用最小二乘法算法进行计算分析,可以计算得到四极磁铁和BPM的准直误差,进而进行束流准直和轨道校正。基于以上原理,计算了各种元件误差对轨道和发射度造成的影响,同时基于Matlab平台设计了控制软件,模拟结果表明轨道偏离量可减少一个数量级。     

X射线自由电子激光在化学与能源材料科学中的应用

在过去的十多年中,X射线自由电子激光器(X-ray Free Electron Laser,XFEL)的成功研制和快速发展,极大地推动了超快X射线光谱学实验技术的发展,并且在物理、化学和生物科学等不同研究领域获得了广泛的应用。通过飞秒激光脉冲对样品的激发,X射线可以在不同时间尺度下,跟踪固态、液态和气态等各种情况下样品的微观结构动力学过程。X射线吸收和发射光谱,衍射和散射是探测激光诱导结构变化的典型工具。文章将介绍近年来飞秒X射线技术的发展,及其在化学与能源材料领域的应用。相信随着上海X射线自由电子激光器的建成,将使得飞秒X射线技术在更多的科学领域发挥作用。     

K_2CsSb光阴极在电子加速器领域的研究与发展

<正>1.引言作为人们探索微观世界的一种手段,基于加速器的同步辐射光源及相关的光子科学在过去几十年取得了长足的发展,并极大地促进了基础科学和工业技术领域的革新。物质科学领域的不断发展,对下一代新型光源的性能也提出了新的要求,其中的一个显著特点是要求光子具有高的平均通量和亮度。作为下一代先进光源的两个重要发展方向,基于电子直线加速器的高增益X射线自由电子激光装置(XFEL)和基于