超快X射線(xiàn)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)站的主要功能是利用飛秒強(qiáng)激光與靶相互作用產(chǎn)生的超快X射線(xiàn)脈沖作為探針光,結(jié)合與之天然同步的驅(qū)動(dòng)激光作為泵浦光,對(duì)物質(zhì)樣品開(kāi)展超快時(shí)間分辨的激光泵浦-X射線(xiàn)探測(cè)研究,可為光合作用、俄歇過(guò)程、晶格振動(dòng)過(guò)程等提供四維超快研究能力。該實(shí)驗(yàn)站主體部分由超凈實(shí)驗(yàn)室、超短超強(qiáng)飛秒激光驅(qū)動(dòng)器、真空腔室組件和X射線(xiàn)源組成。超短超強(qiáng)激光驅(qū)動(dòng)器可實(shí)現(xiàn)前后兩級(jí)輸出,分別對(duì)應(yīng)不同的X射線(xiàn)束線(xiàn)模式:前級(jí)為100 Hz,3 TW輸出,用于重復(fù)頻率模式的X射線(xiàn)束線(xiàn);后級(jí)為1 PW單發(fā)輸出,用于單發(fā)模式的超強(qiáng)X射線(xiàn)束線(xiàn)。
1.百赫茲X射線(xiàn)輸出單元采用100 Hz的主激光經(jīng)短焦OAP聚焦在盤(pán)狀、帶狀固體靶或液態(tài)金屬靶表面產(chǎn)生KaX射線(xiàn)輻射。打靶產(chǎn)生的X射線(xiàn)經(jīng)過(guò)收集,準(zhǔn)直或聚焦后提供給用戶(hù)開(kāi)展超快X射線(xiàn)衍射、成像等研究。靶材可根據(jù)用戶(hù)需要采用銅、銀、鉬、銦、鉭等金屬,用于產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的Ka輻射。
2.單發(fā)X射線(xiàn)輸出單元采用PW激光與氣體靶相互作用產(chǎn)生高通量單發(fā)X射線(xiàn)脈沖,束線(xiàn)配備短焦和長(zhǎng)焦兩個(gè)相互作用靶室,短焦靶室采用f數(shù)約等于4的拋物面鏡將PW激光脈沖聚焦在氬、氪等氣體噴嘴上產(chǎn)生KaX射線(xiàn)輻射,也可用于逆康普頓散射X射線(xiàn)源以及其它需要超高光強(qiáng)的高能量密度物理問(wèn)題的研究。長(zhǎng)焦靶室的主要功能是采用f數(shù)約等于40的拋物面鏡將PW激光脈沖聚焦在氣體或團(tuán)簇靶上產(chǎn)生寬譜、定向的Betatron輻射用于X射線(xiàn)吸收譜學(xué)、超快成像等研究,也可用其它新型粒子加速和輻射機(jī)理的研究。
3.百赫茲束線(xiàn)和單發(fā)束線(xiàn)的驅(qū)動(dòng)光源可單獨(dú)提供給用戶(hù)使用,開(kāi)展超快強(qiáng)激光作用下的物性研究以及強(qiáng)場(chǎng)高能量密度物理領(lǐng)域的研究。
4.與其他實(shí)驗(yàn)站合作,通過(guò)進(jìn)一步的升級(jí),可進(jìn)行高壓,強(qiáng)磁場(chǎng)和極低溫等極端條件下的超快物性研究。
魯老師,郵箱:luxin@iphy.ac.cn