一种完美的X射线分束器及其在利用自由电子激光的时域干涉测量与量子光学中的应用
加速器物理
2022-02-11 v2 材料科学
强关联电子
原子与分子团簇
量子物理
摘要
X射线自由电子激光(FEL)可产生超亮X射线脉冲,但无法提供时域干涉测量与量子态控制所需的相位相干脉冲序列。对于产生此类序列的常规分束延迟方案,其挑战源于在分割埃(Å)波长光束时极端稳定性要求,因为极微小的光程差会引入相位抖动。我们描述了一种基于加速器中选择性电子束团退化与横向束流整形,并结合自种子光子发射方案的FEL模式。我们不在FEL产生光子脉冲后对其进行分割,而是在光子产生前于加速器中分割电子束团,从而获得亚飞秒时长、相位锁定的X射线脉冲。时域干涉测量成为可能,使得X射线的经典与量子光学实验配套计划得以开展。该方案为具有阿秒和/或高重复频率能力的尖端FEL带来新的科学效益,范围从傅里叶变换红外光谱的X射线类比到无损伤测量。
引用
@article{arxiv.2010.00230,
title = {A perfect X-ray beam splitter and its applications to time-domain interferometry and quantum optics exploiting free-electron lasers},
author = {S. Reiche and G. Knopp and B. Pedrini and E. Prat and G. Aeppli and S. Gerber},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.00230},
year = {2022}
}