透析自由电子激光器现状及其未来应用趋势

2013-05-17 11:16

来源： OFweek激光网

　　目前所面临的挑战有：

　　1) 无工业化经验——FEL装置目前仅为科研设施；

　　2) 效率低——目前的总效率为1%~2%，距离10%的目标仍有距离；

　　3) 规模和造价——目前最小的FEL设备也要一个房间那么大，近一千万美元的造价，这两方面都可以通过设计进行优化；

　　4) 存在电离辐射，需要额外后勤保障，并遵循于辐射规范管理。

　　2、技术现状

　　目前，更多的国家开始进军FEL领域，德国(欧洲XFEL设备)、英国、荷兰、日本等国开始筹划或建造新的装置。

　　在FEL领域有两个完全不同的研究方向：

　　1) 红外-太赫兹(IR-THz)装置，包含光谱范围从3μm(中红外)~1500μm(0.2THz)；

　　2) 短波长装置，包含光谱范围从200nm(VUV)~0.08nm(硬X射线)。

　　IR-THz FEL装置中，最成熟的荷兰FELIX设备已进行了近20年的科研工作，其余的IR-THz FEL装置包括位于美国TJNAF、德国HZDR、法国CLIO、俄罗斯卜德科INP和其他地区的设备。

　　短波长装置包括美国SLAC的LCLS、日本SACLA、德国DESY的FLASH、意大利的FERMI、美国杜克大学的OK-5等装置。

　　在过去20年间，在第一台FEL装置试制成功之后，已经在此研究领域取得了重大成果和进展，包括可靠性的改进和造价的降低：表1列出了FEL技术的不同领域的进步，可分为如下三类：电子注入、电子加速、FEL相互作用。可靠性的改进主要源自RF源和电子束控制领域技术的进步。造价的降低主要是因为能量恢复、多程加速、RF源和电子控制硬件的进步。