在储光环中产生单色光的新方法

脉冲激光器通过MLS U125波荡器与电子束共传播，并施加能量调制。

当超高速电子发生偏转时，它们会发出光——同步辐射。这被用于所谓的存储环中，其中的磁铁迫使粒子进入一条封闭的路径。这种光是纵向非相干的，由多种波长组成。

它的高亮度使其成为材料研究的绝佳工具。单色仪可用于从光谱中挑选出单个波长，但这会将辐射功率降低许多数量级，仅为几瓦。

但是，如果储光环能够提供输出功率高达几千瓦的单色相干光，类似于高功率激光，那又会怎样呢?物理学家Alexander Chao和他的博士生Daniel Ratner在2010年找到了应对这一挑战的答案：如果在储能环中运行的电子束的波长比它们发出的光的波长短，那么发出的辐射就会变得相干，因此功率就会提高几百万倍。

HZB 博士生、论文第一作者Arnold Kruschinski解释说：“你需要知道，存储环中的电子并不是均匀分布的。它们成串移动，通常长度约为一厘米，距离约为 60 厘米。这比Chao提出的微束要多六个数量级。”

中国理论家Xiujie Deng为稳态微束项目(SSMB)定义了一套特定类型圆形加速器的设置，即等时环或 "低α"环。在与激光相互作用后，这些环会产生只有一微米长的短粒子束。

来自 HZB、清华大学和 PTB 的研究团队已经在 2021 年的原理验证实验中证明了这一方法的有效性。他们使用了位于阿德勒斯霍夫(Adlershof)的计量光源(MLS)--这是首个专为低α操作而设计的存储环。现在，该团队已经能够在大量实验中全面验证邓的理论，以生成微束。"克鲁辛斯基说："对我们来说，这是通往新型 SSMB 辐射源的重要一步。

不过，HZB 项目经理约尔格-费克斯(Jörg Feikes)确信，在此之前还需要一些时间。他认为 SSMB 与自由电子激光器的发展有一些相似之处。

他说：“经过最初的实验和数十年的开发工作，这个想法变成了千米长的超导加速器。"这种发展是非常长期的。它始于一个想法，然后是一个理论，然后有实验者逐步实现它，我认为 SSMB 也将以同样的方式发展。”

审核编辑 黄宇