
2025-10-21
波長連續(xù)可調(diào)的強場太赫茲(THz)輻射在量子材料、分子催化、生命科學、非線性光學、場致超導(dǎo)等前沿科學研究以及下一代通信、氣象與環(huán)境監(jiān)測、安全檢測、雷達探測等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。然而,目前國際上強場太赫茲輻射的產(chǎn)生主要集中在0.1–5 THz低頻范圍內(nèi),如何在5–30 THz頻段實現(xiàn)連續(xù)可調(diào)且具高強度輸出的太赫茲輻射,一直是該領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)難題。
波長連續(xù)可調(diào)的強場太赫茲(THz)輻射在量子材料、分子催化、生命科學、非線性光學、場致超導(dǎo)等前沿科學研究以及下一代通信、氣象與環(huán)境監(jiān)測、安全檢測、雷達探測等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。然而,目前國際上強場太赫茲輻射的產(chǎn)生主要集中在0.1–5 THz低頻范圍內(nèi),如何在5–30 THz頻段實現(xiàn)連續(xù)可調(diào)且具高強度輸出的太赫茲輻射,一直是該領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)難題。自由電子激光作為能夠產(chǎn)生波長連續(xù)可調(diào)、高功率太赫茲...
2025-07-22
近期,中國科學院上海高等研究院自由電子激光團隊在高重復(fù)頻率全相干自由電子激光(FEL)新機制研究方面取得重要進展,首次實驗驗證了自主提出的“直接放大驅(qū)動型諧波產(chǎn)生"新機制,并成功實現(xiàn)了其出光放大和穩(wěn)定運行。
近期,中國科學院上海高等研究院自由電子激光團隊在高重復(fù)頻率全相干自由電子激光(FEL)新機制研究方面取得重要進展,首次實驗驗證了自主提出的“直接放大驅(qū)動型諧波產(chǎn)生”(Direct-Amplification Enabled Harmonic Generation Free-Electron Laser, DEHG-FEL)新機制,并成功實現(xiàn)了其出光放大和穩(wěn)定運行。這標志著在實現(xiàn)兆赫茲(MHz)量級重復(fù)頻率的全相干極紫外(EUV)和X射線FEL光源的道路上,邁出了關(guān)鍵一步。相關(guān)成果以“...
2025-05-27
近期,中國科學院上海高等研究院自由電子激光團隊在高品質(zhì)X射線渦旋光的產(chǎn)生方法上取得重要突破,提出了一種基于波前整形的全新方案。
短波長渦旋光因其獨特的螺旋相位分布和軌道角動量特性,在非線性光學、超分辨顯微成像、凝聚態(tài)物理、細胞生物學等前沿科學領(lǐng)域具有十分重要的應(yīng)用前景。然而,受限于現(xiàn)有的技術(shù)瓶頸,如何產(chǎn)生高亮度、短脈沖以及相干性好的高品質(zhì)X射線渦旋光,仍是亟待解決的難題。近期,中國科學院上海高等研究院自由電子激光團隊在高品質(zhì)X射線渦旋光的產(chǎn)生方法上取得重要突破,提出了一種基于波前整形的全新方案。該方法通過在自由電子激光增...
2025-05-22
阿秒光源作為研究量子系統(tǒng)亞飛秒尺度電子動力學的關(guān)鍵工具,其發(fā)展面臨的核心挑戰(zhàn)在于如何實現(xiàn)高強度的孤立X射線脈沖。X射線自由電子激光(XFEL)是一種基于電子直線加速器的先進光源,能夠產(chǎn)生超短超強的激光脈沖。增強型自放大自發(fā)輻射(ESASE,Enhanced Self-Amplified Spontaneous Emission)是FEL中產(chǎn)生超短脈沖的主流方法,它通過增強電子束的局部峰值流強來產(chǎn)生阿秒量級的超快X射線。為實現(xiàn)阿秒X射線和外部泵浦激光的精確同步,理想的方案是采用超快激光對電子束進行調(diào)制,但這一方案的主要問題是,調(diào)制激光會在主峰旁邊產(chǎn)生多個小峰,這嚴重降低了阿秒脈沖的信噪比。針對此問題,上海高研院光源科學中心馮超研究員團隊與上海光機所黃志遠副研究員團隊合作,提出利用氣壓梯度空芯光纖。
阿秒光源作為研究量子系統(tǒng)亞飛秒尺度電子動力學的關(guān)鍵工具,其發(fā)展面臨的核心挑戰(zhàn)在于如何實現(xiàn)高強度的孤立X射線脈沖。X射線自由電子激光(XFEL)是一種基于電子直線加速器的先進光源,能夠產(chǎn)生超短超強的激光脈沖。增強型自放大自發(fā)輻射(ESASE,Enhanced Self-Amplified Spontaneous Emission)是FEL中產(chǎn)生超短脈沖的主流方法,它通過增強電子束的局部峰值流強來產(chǎn)生阿秒量級的超快X射線。為實現(xiàn)阿秒X射線和外部泵浦激光的精...
2025-03-28
上??萍即髮W大科學中心和倫敦大學學院納米技術(shù)中心團隊合作,利用上海軟X射線自由電子激光成像實驗站,探索了一種新型飛秒衍射成像方法。
近日,上??萍即髮W大科學中心和倫敦大學學院納米技術(shù)中心團隊合作,利用上海軟X射線自由電子激光成像實驗站,探索了一種新型飛秒衍射成像方法,該成果2025年3月以“Single-shot X-ray imaging of two-dimensional strain fields in colloidal crystals”為題發(fā)表于國際晶體學聯(lián)合會(International Union of Crystallography,IUCr )期刊IUCrJ。二維超晶格憑借其可調(diào)控的機械、電子與光學特性,可通過單分散膠體顆粒自組裝形成...
2024-04-30
近日,中國科學院上海高等研究院(以下簡稱“上海高研院”)上海光源中心的粒子加速器微波技術(shù)團隊在微波結(jié)構(gòu)領(lǐng)域取得重要進展,原創(chuàng)性地提出了一種基于正交雙模式的極化方向可變偏轉(zhuǎn)腔的新概念,并基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和多目標算法等智能算法實現(xiàn)了復(fù)雜微波結(jié)構(gòu)設(shè)計。研究成果以?”Design?of?a?dual-mode?transverse?deflecting?structure?using?neural?network?and?multi-objective?algorithms“?為題發(fā)表在Physical?...
2023-11-17
中國科學院上海高等研究院自由電子激光團隊在超快自由電子激光脈沖診斷研究方面取得重要進展,提出并驗證了基于自參考干涉光譜對超快自由電子激光脈沖進行單發(fā)診斷的新方法,為破解阿秒自由電子激光高精度實時診斷的難題提供了全新的思路。相關(guān)研究成果以“Self-Referenced?Spectral?Interferometry?for?Single-Shot?Characterization?of?Ultrashort?Free-Electron?Laser?Pulses”為題發(fā)表在Physical?Review?Letter...
2014-11-21
外種子機制是短波長自由電子激光的一個重要發(fā)展方向。目前,人們已經(jīng)相繼提出了高增益高次諧波放大(HGHG)和回聲高次諧波放大(EEHG)等外種子自由電子激光機制。但是,外種子自由電子激光的諧波轉(zhuǎn)換次數(shù)通常會受到直線加速器所產(chǎn)生電子束能散的限制,較難向更短的波長發(fā)展。中國科學院上海應(yīng)用物理研究所科研人員于2013年提出了相位匯聚高次諧波放大(PEHG)自由電子激光運行模式(Phys. Rev. Letts. 111 (2013) 084801),能夠有...
2014-03-12
中國科學院上海應(yīng)用物理研究所自由電子激光團隊于近日完成了一項新的自由電子激光實驗,在上海深紫外自由電子激光實驗裝置(SDUV-FEL)上,國際首次利用交叉平面波蕩器,實現(xiàn)了自由電子激光脈沖偏振態(tài)的任意調(diào)控。研究成果發(fā)表在國際加速器領(lǐng)域著名雜志Physical Review Special Topics: Accelerator & Beams(Phys. Rev. ST-AB17 (2014) 020704)。偏振狀態(tài)可以任意調(diào)控、高亮度、全相干X射線自由電子激光,是研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、...
2013-08-26
中國科學院上海應(yīng)用物理研究所的研究人員,在長期開展高增益自由電子激光理論與實驗研究的基礎(chǔ)上,提出了一種新的外種子自由電子激光運行機制。研究表明,這種新的運行模式通過有效地壓縮電子束團的局部能散,有望在X射線波段實現(xiàn)全相干自由電子激光,從而為多個科學領(lǐng)域提供更為有效的研究手段,該項研究成果近日發(fā)表在《物理評論快報》(Phys. Rev. Lett?111, 084801, 2013)。?作為第四代先進光源,國際上已經(jīng)建成的X射線...
2013-03-13
日前,國際加速器領(lǐng)域著名雜志《物理評論專題——加速器與束流》(Physical Review Special Topics - Accelerators and Beams)公布了2011年度最佳論文的評選結(jié)果,我所的《基于相干諧波輻射的電子束切片能散測量》(Measurement of the average local energy spread of the electron beam via coherent harmonic generation)入選其中,成為2011年度7篇最佳論文之一。這篇論文提出了一種新的測量電子束切片能散的方法,并給出...