超短自由电子激光脉冲诊断新方法

中科院上海高研院的科学家提出并验证了一种基于自参考光谱干涉测量法的超短自由电子激光脉冲单次诊断的新方法。他们的创新方法发表在《物理评论快报》上，为超快科学实验的挑战提供了一个有前途的解决方案。

阿秒光脉冲可用于观察和操纵原子和分子中的电子运动，从而帮助科学家更深入地了解化学反应、电子结构和分子动力学。阿秒X射线自由电子激光器的完整光谱时间诊断对超快科学实验具有重要意义。然而，这些脉冲的精确单次表征一直是阿秒X射线自由电子激光器应用的主要瓶颈。

在冯超教授的带领下，研究人员提出了一种利用频率拉动效应来诱导频谱切变的方法。这种方法允许从同一电子束生成超快辐射脉冲和参考脉冲，从而实现辐射脉冲的自参考光谱干涉测量。

方案布局示意图及阿秒脉冲X射线自由电子激光脉冲的时域-频域重构方法

借助上海软X射线自由电子激光装置的参数，研究人员证明该方法可以准确地重建阿秒X射线脉冲的完整光谱时间信息，重建错误率小于6%。

与自由电子激光设备中的传统超快脉冲诊断方法相比，这种方法具有几个优点。它采用简单的设备，但在实时和单次测量中实现了高诊断效率。

同时，它为较短的辐射脉冲提供完整的光谱时间信息和更高的诊断精度。这些优势为优化和微调超快X射线自由电子激光器以及未来基于X射线自由电子激光器的阿秒科学实验提供了一种独特的诊断方法。

该研究标志着阿秒自由电子激光脉冲高精度实时诊断的重大突破。

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