基于空芯毛细管亚周期驱动源的孤立阿秒自由电子激光
加速器物理
2025-02-04 v1
摘要
阿秒光源为利用时间分辨光谱技术研究电子运动提供了先进工具。特别是孤立阿秒脉冲，将显著推动电子动力学的研究。然而，在现阶段获得高强度的孤立阿秒脉冲仍然具有挑战性。在本文中，我们提出了一种利用来自充气空芯毛细管（HCFs）的中红外（MIR）亚周期调制激光产生高强度、孤立阿秒软X射线自由电子激光（FELs）的新方案。由于孤子自压缩效应，多周期中红外脉冲首先在具有递减压力梯度的充氦空芯毛细管中被压缩至亚周期。通过利用这种亚周期中红外激光脉冲来调制电子束，我们可以获得一个准孤立的电流峰，进而产生一个具有高信噪比（SNR）的孤立FEL脉冲，并自然地与亚周期中红外激光脉冲同步。我们进行了数值模拟，包括亚周期脉冲产生、电子束调制和FEL辐射过程。模拟结果表明，通过我们提出的方法可以产生波长为1 nm、峰值功率约28 GW、脉冲持续时间约600阿秒、信噪比约96.4%的孤立阿秒脉冲。本文展示的数值结果为产生高强度孤立阿秒软X射线脉冲铺平了新的道路，这可能在非线性光谱学和原子位点电子过程等领域有诸多应用。
引用
@article{arxiv.2502.00272,
title = {Isolated attosecond free-electron laser based on a sub-cycle driver from hollow capillary fibers},
author = {Yaozong Xiao and Tiandao Chen and Bo Liu and Zhiyuan Huang and Meng Pang and Yuxin Leng and Chao Feng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.00272},
year = {2025}
}