自由電子激光

激光是二十世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，自由電子激光是激光家族的一個(gè)新成員。由于它的工作介質(zhì)是自由電子，因此稱為自由電子激光，這種激光的特點(diǎn)是激光波長和脈沖結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且能夠在大范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，有著重要的應(yīng)用前景。 　　

自由電子激光是利用自由電子為工作媒質(zhì)產(chǎn)生的強(qiáng)相干輻射，它的產(chǎn)生機(jī)理不同于原子內(nèi)束縛電子的受激輻射。自由電子激光的概念是J.Maday于1971年在他的博士論文中首次提出的，并在1976年和他的同事們在斯坦福大學(xué)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)紅外自由電子激光，觀察到了10.6μm波長的光放大。自那以后，許多國家都開展了關(guān)于自由電子激光的理論與實(shí)驗(yàn)研究。 　　

自由電子激光的基本原理是通過自由電子和輻射的相互作用，電子將能量轉(zhuǎn)送給輻射而使輻射強(qiáng)度增大。 　　

自由電子激光具有一系列已有激光光源無法替代的優(yōu)點(diǎn)。例如，頻率連續(xù)可調(diào)，頻譜范圍廣，峰值功率和平均功率大，且可調(diào)，相干性好，偏振強(qiáng)，具有ps量級脈沖的時(shí)間結(jié)構(gòu)，且時(shí)間結(jié)構(gòu)可控，等等。中國科學(xué)院高能所已于1993年制成我國第一臺自由電子激光裝置。