4
Календарь конференций
  • 16 – 27 апреля

    «Ломоносовские чтения» 2018 года. Секция «Математика»

  • 16 – 26 апреля

    «Ломоносовские чтения» 2018 года. Секция «Вычислительной математики и кибернетики»

  • 26 апреля

    XI Съезд Российского Союза ректоров

  • 18 декабря – 30 апреля

    Международная Универсиада «Ломоносов» по социологии

  • 7 – 8 июня

    XX Международная конференция «Россия и Запад: диалог культур»

  • 19 – 23 сентября

    I Всероссийская научная конференция школьников, студентов и молодых ученых «Морские исследования и рациональное природопользование»

  • 27 – 28 сентября

    Международная научная конференция "Инженерно-геологическое и эколого-геологическое изучение песков и песчаных массивов"

  • 3 – 6 декабря

    Всероссийская научная конференция и XI молодежная школа «Возобновляемые источники энергии»

Все конференции
15/03/18

Физик из МГУ разработал мощный лазер для генерации рентгеновского излучения

Эволюция мощности гармоник в многокаскадном ЛСЭ с двухчастотным группирователем, затравочным эксимерным F2 лазером на длине волны 157 нм и умножителями гармоник; начальный разброс энергии электронов σe=0.0001. Основной тон, n=1 — красно–оранжевые линии, г
Эволюция мощности гармоник в многокаскадном ЛСЭ с двухчастотным группирователем, затравочным эксимерным F2 лазером на длине волны 157 нм и умножителями гармоник; начальный разброс энергии электронов σe=0.0001. Основной тон, n=1 — красно–оранжевые линии, г

Сотрудник физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова исследовал процесс генерации ондуляторного излучения и на основе полученных данных разработал мощный лазер рентгеновского излучения. Результаты работы были опубликованы в журналах Laser and Particle Beams, Europhysics Letters, Journal of Applied Physics и в Journal of Physics D — Applied Physics.

Ондуляторное излучение — это электромагнитное излучение, которое возникает при ускорении электрона в пространственно-периодическом магнитном поле. Это значит, что магнитное поле появляется в пространстве через равные промежутки — периоды.

Ондуляторное излучение может достигать частот рентгеновского диапазона, но оно не когерентно — волны излучения непериодичны и несогласованны между собой. Источники когерентного излучения — лазеры, которые обычно работают на длинах волн более 200 нанометров. Для генерации более коротковолнового когерентного излучения трудно найти подходящие материалы, поэтому для исследования физических, химических и биологических процессов на масштабе нанометра используют лазеры на свободных электронах (ЛСЭ). В этих устройствах излучение генерируется с помощью электронного пучка, движущегося в ондуляторе (генераторе ондуляторного излучения). Для стабилизации фазы и получения хорошей временной когерентности излучения в ЛСЭ ученые используют затравочное когерентное излучение малой мощности.

Используя гармоники — электромагнитные волны удвоенной частоты — ондуляторного излучения, можно получить рентгеновское излучение в ЛСЭ с электронным пучком относительно невысоких энергий и низкой частотой затравочного лазера.

«Мы провели аналитическое исследование генерации гармоник в ондуляторах и показали, что ондуляторы с двоякопериодическим магнитным полем позволяют усилить излучение высших гармоник ондуляторного излучения по сравнению с обычными ондуляторами. Поэтому такие ондуляторы могут эффективно использоваться в каскадных ЛСЭ с генерацией высших гармоник, где в первом каскаде ЛСЭ происходит группировка электронов на длине волны излучения гармоник, а в последующих каскадах — усиление и излучение этих гармоник», — рассказал автор работ Константин Жуковский, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник кафедры теоретической физики отдела экспериментальной и теоретической физики физического факультета МГУ.

С помощью разработанной аналитической модели ЛСЭ ученый предложил и исследовал каскадные ЛСЭ для генерации рентгеновского излучения. Исследование показало, что можно получить ~100 мегаватт лазерного рентгеновского излучения на длине волны в один нанометр.

«Это открывает возможности по исследованию физических, химических и биологических процессов на наномасштабе с компактными ЛСЭ значительно меньших размеров и стоимости, чем того требуют гигантские километровые установки типа Европейского рентгеновского ЛСЭ (European XFEL)», — заключил ученый.