作者:阿里·桑德尔米尔，SLAC国家加速器实验室 学分:SLAC国家加速器实验室 现代x光激光设备，如美国能源部SLAC国家加速器实验室的直线加速器相干光源(LCLS)，允许科学家研究自然界在超小和超快尺度下的行为
然而，单个x光脉冲是不稳定的，在不同的镜头之间波动，并产生大量的背景噪声，这些噪声会在高分辨率实验中模糊信号
现在，SLAC科学家已经开发出一种方法来产生更亮、更稳定、更连贯的x光，其波长彼此更加同步
这可以提高数据收集的效率，并为新类型的实验铺平道路
他们的结果最近发表在《物理评论快报》上
科学工具 在过去的几年里，该团队一直在寻找通过提高脉冲质量来提高LCLS性能的方法
“生产完美的x光激光是我们社区的最终目标之一
合著者、SLAC科学家张震说
“我们想找到一种方法，使x光脉冲类似于传统的光学激光脉冲，既稳定又连贯
" LCLS负责科学的代表鲍勃·舍恩莱因说，这项研究将使XFELs成为更加重要和通用的科学工具
“这是一个非常有前途的控制LCLS X光脉冲相干性的方法，”他说
“它将使复杂的材料和分子系统的研究在时间和能量上具有精细的分辨率
" 两全其美 研究人员一直在研究产生更清晰的x光脉冲的现有方法，例如过滤噪声脉冲，并使用一种称为“自播种”的概念将它们重新注入XFEL，但发现在高相干脉冲和高稳定脉冲之间存在基本的权衡
在传统的自播种方法中，不可能同时拥有两者
他们意识到他们需要采取一种完全不同的方法来回避这个问题
正是在那时，主要作者、SLAC科学家埃里克·海明有了拉伸超短x光脉冲的想法，其独特的性质使研究人员能够稳定和纯化脉冲
“我们意识到，我们应该首先产生超短相干脉冲，然后对它们进行拉伸和放大，而不是像传统的自播种那样过滤掉长而有噪声的脉冲，”海明说
“通过这种方式，根据我们的研究，我们能够同时显著提高稳定性和一致性
" 这一概念基于这样一个事实，即超短脉冲比长脉冲噪声小得多，相干性也高得多，尤其是当它们达到最大功率时
问题是短脉冲携带的能量不多，对于某些高分辨率的科学应用来说并不理想
研究人员找到了一种过滤这些脉冲的方法，然后将它们放大1万倍
“它允许我们在不需要对现有设置进行重大修改的情况下获得我们想要的结果，”合著者和SLAC研究助理亚历克斯·哈拉瓦努说
对它进行测试 为了跟进这项研究，研究小组希望在LCLS测试这个想法
哈拉瓦努说，在未来，他们希望将这项技术扩展到更高能的“硬”x光，并使用新的、定制的软x光脉冲，通过这项技术可以更好地理解原子、光子和电子的物理特性
加速器研究部主任黄说:“我们期待着把这个想法应用到新的软x光波动器上，它将很快在-II上上线
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