一直以来，在空间和时间上对电子、原子和分子进行成像都是众多研究人员追求的目标，但是对这些进行成像所需的台式硬X射线（波长为0.01~0.1 nm）源都无法满足实际需求，仅有世界上少数几个大型设施可以提供。
为了解决这一问题，德国Max Born非线性光学与短脉冲光谱研究所(MBI)的研究人员成功开发出一种新型台式高通量硬X射线源，如图1所示。据相关研究人员表示，这种台式硬X射线源性能优于此前的绝大部分台式射线源，且可以用于探索材料的基本物理特性和新型功能特性。
图1 新型硬X射线源装置示意图
在之前的研究工作中，已经证明通过将飞秒激光聚焦在金属靶上来产生硬X射线脉冲的方法是可行的，但所产生的X射线通量较小，不足以支持实际的应用。
因此，为了进一步提高X射线通量，相关研究人员基于原有方法重新建立激光系统，如图2所示：首先在四级光学参量的啁啾脉冲放大器中产生中心波长为5 µm、能量为mJ级别的亚100 fs脉冲，然后通过利用离轴抛物面（焦距100 mm）将入射的光束聚焦到20 μm厚铜金属靶上，激发金属靶中的电子并使其加速循环，从而获得100 keV的动能和高度稳定的K-alpha光子通量。
图2 硬X射线源工作原理示意图
随后，通过实验测试证明该飞秒激光驱动的硬X射线源重复频率可达1 kHz，X射线光通量可达1.5×1012 photons/s，是Ti：蓝宝石激光器驱动X射线源的30倍，可以在未来凝聚态物理领域加强研究人员对原子排列和电子结构动力学的探索能力。
来源：
https://www.osa-opn.org/home/newsroom/2021/january/imaging_at_atomic_length_and_time_scales/
扫码关注我们
关注后只要加上星标，就能固定找到我们啦！
↓↓↓
请联系oepn@siom.ac.cn
商务合作，请联系
季先生 18018304797
觉得有用，请点这里↓↓↓