前向共振波长
波荡器周期、电子能量和磁场强度共同决定共振波长。这里采用给定电子束与平面波荡器的一维近轴模型。
自由电子没有原子能级,怎样把微弱的光放大? 光先调制电子的能量,电子再聚成细团,把动能交给同一束光,放大逐渐走向饱和。用短脉冲探测受激样品,还要逐发校准能量与到达时间,才能分清样品变化和脉冲本身的宽度。
沿波荡器看电子先被调制,再聚成细密的束团;用同一次脉冲的能量与定时记录,测一片受泵浦激发的样品。
当前光源模型参考。青色为北极,锈红为南极。
模糊的光学定时轨迹约束脉冲核,并未测量 X 射线相位,也不能证明时间相干性。未分辨的快响应不能报告为测得的零寿命。
表格概括每一帧;JSON 和 CSV 保留全部探测与定时像素。横向滚动可查看标定结果。
| 帧 | 用途 | 泵浦 | 触发时钟码 | 编码器码 | 能量 ADC | 泵浦 ADC | 探测 ADC 总和 | 首个定时 ADC | 台面延迟 / fs | 透射率 | 标准不确定度 |
|---|
装置显示开泵的代表光路;采集协议另含关泵对照。
| 终端 | 计数或能量 |
|---|
给定光学中继作为外部动量库;这里不声称整个装置满足孤立系统的四动量平衡。
背景交替磁极让电子轻轻摆动,光逐渐超过电子。合适的光波会先改变电子能量,再让电子聚成细密的小团。
为什么值得理解同一过程把电子束的动能交给光,送出短 X 射线脉冲。实验还需要知道每次脉冲有多少能量、何时经过样品。
波荡器周期、电子能量和磁场强度共同决定共振波长。这里采用给定电子束与平面波荡器的一维近轴模型。
相位表示电子在光波中的位置,缩放能量控制它怎样前后移动;光场反过来改变电子能量。辐射向束头滑移,离开计算窗口的能量另行保留。
延迟台正向移动时,两段光路一起变长,泵浦更晚到。定时零点另由参考标定;图中的机械位移放大不参与到达时间计算。
每次曝光的脉冲交叠曲线与因果恢复共同决定透射。交叠曲线来自这一次模糊定时轨迹的测量约束,薄膜响应和光学模糊随标定一同传播。
容易误解照样品的光学泵浦就是波荡器里的 X 射线种子。
正确理解共振种子参与电子与 X 射线的放大;光学泵浦走另一条光路,在样品处触发变化。
容易误解每个像素相差一飞秒,就能量出一飞秒的样品寿命。
正确理解像素间隔只决定采样。脉冲宽度、薄膜响应、模糊和噪声共同决定可分辨的时间尺度,需要已知参考检验。
选择“有种子的脉冲”,比较装置下方不同位置的电子相位与能量分布。
你会看到: 能量先出现起伏,电子再聚拢;光场增强与电子失能属于同一次相互作用。选择“走向饱和”,沿增长曲线查看后面的变化。
你会看到: 更长的装置让电子进入失谐和俘获阶段,光能增长减缓,分布也继续变化。选择“噪声启动辐射”,再回到带种子演示。
你会看到: 无种子比较由实际电子数确定初始涨落;这里只计算短程均匀单元,观察量是模式功率和聚束程度。选择“探测光先到”,或拖动延迟台;比较镜子位置、光路与透射。
你会看到: 光程改变两倍位移。负的探测减泵浦延迟表示探测先到,照到的是尚未被泵浦激发的样品。选择“快到无法分辨”,展开定时轨迹、参考和样品曲线。
你会看到: 很快的样品恢复可能被脉冲及定时薄膜抹宽;数据不足以区分时,结果保留范围,原始曝光仍可查看。当前页面X 射线自由电子激光
物理仪器怎样测量 · 阅读路径
这条阅读路径里用到本实验的文章,后面跟着它们推荐的其他实验。