По мере увеличения энергии импульса и снижения длины волны лазерного излучения размеры установок катастрофически растут. В то же время коротковолновый диапазон с высокой частотой излучения обещает много интересного от чувствительных сканеров безопасности в аэропортах до производительной оптоэлектроники, но везде нужна компактность. Китайские учёные смогли решить эту проблему, научившись генерировать лазерное излучение очень и очень компактными источниками.
Источник изображения: SCMP
Как сообщают китайские СМИ, группа учёных из Шанхайского института оптики и точной механики при Китайской академии наук нашла способ создания компактной версии устройства, известного как лазер на свободных электронах. Подобные лазеры интересны тем, что воздействие на пучок электронов в определённых условиях вызывает когерентное испускание фотонов этими электронами. Тем самым генерировать лазерный импульс можно в довольно большом спектре проводников и полупроводников (отдельный привет кремнию) и при этом можно задавать требуемую длину волны излучения вплоть до рентгеновского.
В частности, в своём эксперименте китайские учёные превратили в рентгеновский лазер кусок провода длиной 8 см. Соавтор исследования Е Тянь (Ye Tian) сообщил новостному изданию Shanghai Observer, что команда нашла способ синхронизировать электроны «как отряд почётного караула», чтобы генерировать большую мощность.
В ходе исследования китайские учёные возбудили свободные электроны в материале с помощью облучения железной проволоки мощным сверхбыстрым лазерным импульсом. Короткий импульс разогнал электроны до высокой скорости вдоль проволоки, что заставило другие электроны в проволоке самостоятельно излучать электромагнитные волны. Взаимодействие разогнанных свободных электронов со «вторичным» электромагнитным импульсом привело к лавинообразному процессу, что вылилось в эффекте усиления «лазерного» излучения.
Открытое явление может быть реализовано в датчиках, сканерах и микроэлектронике, когда наноразмерный объект может быть превращён в лазер с едва ли не любой длиной волны. По мнению экспертов, этот может заставить «полностью переосмыслить то, как может быть сгенерирован электронный луч» и привести к новому уровню в науке и технике.