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深入内部揭秘美国JLab的自由电子激光器(组图)

JLab自由电子激光原理图

  该激光器始于1 kW的自由电子激光器演示计划,1999年8月完成调试,2001年停止使用。1999年10月,2000年2月、7月和10月,2001年2月、6月、8月和10月,作为用户装置运行,为大约30个组提供用户束流约3000小时。

JLab原自由电子激光器示意图

  在准备将升级到10 kW的功率水平前,该激光器达到了两倍于设计水平的2.1 kW的功率输出。2004年7月21日,在6微米的波长取得了10 kW的连续光。2006年10月30日在1.6微米取得14.2 kW的连续光。因为在红外线波段得到如此高的输出功率,波长越短就越困难。因此这是一个很大的成功,取决于极具创新的设计,克服了在达到如此高的功率的过程中遇到的种种困难。由于最初证明原理的光源能力超过既定的传统光源的能力,所以最初的实验产生了100篇论文,登载在重要期刊上。

  计划将自由电子激光在紫外线扩展为250纳米。电子的短脉冲还产生几百瓦的宽带太赫兹光,这种光在一个特殊的用户实验室提供。

FEL的注入器与直线加速器

  JLab自由电子激光器覆盖了从紫外线250纳米至中红外14微米范围,脉冲能量高达300微焦耳,重复率高达75兆赫。并非所有的参数都可以同时满足,但在平均超过10千瓦的功率已在红外得到证明。

FEL的扭摆器

  

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