Baru-baru ini, theInstitut Fritz Haber (FHI)Persatuan Max Planck di Berlin, Jerman, mencapai pencapaian teknologi - operasi pertama laser elektron bebas inframerah dalam mod dua warna.
Inovasi teknologi terkemuka dunia ini menjadikan eksperimen nadi laser dua warna serentak mungkin dan membuka kemungkinan baharu untuk aplikasi seperti kajian proses masa dalam pepejal dan molekul.
Pada masa ini, terdapat kira-kira sedozen laser elektron bebas tersedia di seluruh dunia, yang berbeza-beza dari segi saiz (dari beberapa meter hingga beberapa kilometer), julat panjang gelombang (dari gelombang mikro hingga sinar-X keras), dan kos (dari berjuta-juta kepada lebih daripada satu bilion). Walau bagaimanapun, mereka berkongsi ciri yang sama: semuanya menghasilkan denyutan sinaran yang sengit dan pendek.
Dalam beberapa dekad kebelakangan ini, laser elektron bebas telah menjadi sumber sinaran yang penting dan digunakan secara meluas dalam penyelidikan asas dan sains gunaan.
Adalah diketahui bahawa penyelidik di Institut Fritz Haber (FHI), bersama rakan kongsi di Amerika Syarikat, telah membangunkan kaedah baharu yang mampu menghasilkan denyutan inframerah dua warna berbeza secara serentak.
Realisasi teknologi ini adalah bijak: Dalam aliran rasuk elektron bebas, rasuk elektron mula-mula dipercepatkan oleh pedal gas elektron untuk mencapai tenaga kinetik yang sangat tinggi hampir dengan kelajuan cahaya. Selepas itu, elektron berkelajuan tinggi ini melalui fluktuator dan dipaksa ke laluan seperti siklotron oleh tindakan medan magnet yang kuat dengan kekutuban yang berubah secara berkala.
Tindakan berayun elektron menghasilkan pancaran sinaran elektromagnet, yang panjang gelombangnya boleh dikawal dengan tepat dengan melaraskan sama ada tenaga elektron atau kekuatan medan magnet. Oleh sebab itu, laser elektron bebas (FELs) mampu menghasilkan sinaran seperti laser di hampir semua bahagian spektrum elektromagnet, meliputi julat luas dari terahertz panjang hingga panjang gelombang sinar-X pendek.
Sejak 2012, FEL FHI telah beroperasi secara berterusan, menghasilkan sinaran berdenyut yang sengit dengan panjang gelombang yang boleh ditala secara berterusan dalam julat inframerah pertengahan (MIR), daripada 2.8 mikron hingga 50 mikron. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, saintis dan jurutera FHI telah mengusahakan sambungan dua warna, berjaya memasang cawangan kedua FEL untuk menghasilkan sinaran inframerah jauh (FIR) pada panjang gelombang antara 5 dan 170 mikron.
Inovasi ini bukan sahaja memperluaskan rangkaian aplikasi untuk FEL tetapi juga membuka ruang baharu untuk pembangunan mereka dalam bidang penyelidikan saintifik.
