东京大学 显示两个光束源如何产生的示意图
荣誉:斯普林格自然 研究人员在东京大学建立了一种新型高频激光设备
相干的极紫外光源可以以前所未有的清晰度揭示生物或物理样本的细节
它还允许研究时间相关的现象，如超快化学反应
用于这种研究的现有设施必然需要巨大的粒子加速器，并且对许多研究人员来说是禁止的
这一新设施将极大地改善广大研究人员的获取途径
来自太阳的紫外线帮助身体产生维生素D，并使太阳能电池板发电，x光可用于医学成像，以发现骨折或其他情况。
但是除了这些方面，紫外线和x光也是研究物理世界的重要工具
研究人员使用这些形式的光来揭示生物、化学和物理样本的细节，如它们的组成、结构和行为
有两种光对快速反应现象的最新研究特别有用，如某些化学反应或生物过程，它们是相干极紫外(XUV)和软x光脉冲
这两种光都是非常精确的形式，具有精确控制的参数，类似于激光脉冲，对进行良好的严格实验至关重要
然而，这些梁的制作有一些缺点
“产生相干XUV和软X射线的设备是基于粒子加速器的巨大机器——就像欧洲大型强子对撞机的小型版本，”来自东京光子科学技术研究所和高级光子学研究中心的胜见·米多里川教授说
“考虑到这些设施的稀有性和在那里进行实验的费用，这给许多希望使用它们的人带来了障碍
这促使我和我在UTokyo和RIKEN的同事创建了一种新的设施，我们希望它能让更多的研究人员使用
" 为高次谐波发生器供电的水冷激光器
荣誉:斯普林格自然 新的XUV源设备比之前的任何设备都要小得多
它被安置在东京大学一个相对普通的地下实验室里
这台机器的主体是一个5×2米的真空容器，里面装有一个100米长的环或谐振器，高功率激光就储存在这个环或谐振器下面
在这个线圈的两个位置是稀有气体的口袋，它们改变了通过的激光的特性
这就产生了两个独立的XUV光束和软x光光束，它们投射到接受研究的样品上
从样品反射回来的光被高速成像传感器读取
“我们的方法真正新颖的是，XUV和软x光脉冲非常短，但出现在非常高的频率，在百万赫兹的范围内，或每秒数百万个周期，”米多里川说
“从长远来看，在兆赫范围内使用同步辐射脉冲的XUV既有设施具有较长的脉冲，不太适合于解决动态现象
而那些使用所谓的无x光电子激光源的激光脉冲很短，但频率很低，大约在10赫兹到100赫兹之间
因此，我们的设施提供了两个世界中最好的，额外的好处是只有一小部分的规模和低得多的运营成本
" 这种新的XUV光源提供超短脉冲，用于探测快速现象，并提供高频，用于研究物质的结构和化学性质
这是可能的，因为激光与气体相互作用时会产生脉冲
这种装置被称为高次谐波发生器，是同类装置中第一种能够产生多重XUV和软x光束的装置
“我已经在XUV生成和应用领域工作了30年
虽然高次谐波的产生带来了这一领域的突破，但对于许多应用来说，产生效率和脉冲重复率仍然不足
“当我向我的同事提出这个设施的想法时，他们立刻就感兴趣了，我们能够获得合适的预算来完成它
我们都希望这将为材料科学家、化学家和生物学家的新研究打开大门，他们最终可以使用这一神奇而强大的研究工具
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
