Nedavno jeInstitut Fritz Haber (FHI)društva Max Planck u Berlinu, Njemačka, postigao je tehnološku prekretnicu - prvi rad infracrvenog lasera slobodnih elektrona u dvobojnom načinu rada.
Ova tehnološka inovacija, vodeća u svijetu, omogućuje simultane eksperimente s dvobojnim laserskim pulsom i otvara nove mogućnosti za primjene kao što je proučavanje vremenskih procesa u čvrstim tvarima i molekulama.
Trenutno je u svijetu dostupno desetak lasera slobodnih elektrona koji se jako razlikuju po veličini (od nekoliko metara do nekoliko kilometara), rasponu valnih duljina (od mikrovalnih do tvrdih rendgenskih zraka) i cijeni (od milijuna do više od milijarda). Međutim, dijele zajedničku značajku: svi proizvode intenzivne i kratke pulseve zračenja.
Posljednjih desetljeća laseri slobodnih elektrona postali su važan izvor zračenja i naširoko se koriste u temeljnim istraživanjima i primijenjenoj znanosti.
Poznato je da su istraživači na Institutu Fritz Haber (FHI), zajedno s partnerima u Sjedinjenim Američkim Državama, razvili novu metodu koja je sposobna generirati infracrvene impulse dvije različite boje istovremeno.
Realizacija ove tehnologije je genijalna: u struji slobodnog elektronskog snopa, elektronski snop se prvo ubrzava papučicom elektronskog plina kako bi se postigla ekstremno visoka kinetička energija bliska brzini svjetlosti. Nakon toga, ti elektroni velike brzine prolaze kroz fluktuator i bivaju prisiljeni na stazu sličnu ciklotronu djelovanjem jakog magnetskog polja s povremenom promjenom polariteta.
Oscilirajuće djelovanje elektrona rezultira emisijom elektromagnetskog zračenja, čija se valna duljina može precizno kontrolirati podešavanjem ili energije elektrona ili jakosti magnetskog polja. Zbog toga su laseri slobodnih elektrona (FEL) sposobni generirati zračenje slično laseru u gotovo svim dijelovima elektromagnetskog spektra, pokrivajući širok raspon od dugih teraherca do kratkih valnih duljina X-zraka.
Od 2012. FEL-ovi FEL-ovi rade postojano, proizvodeći intenzivno pulsirajuće zračenje s valnim duljinama koje se kontinuirano mogu podešavati u srednjem infracrvenom (MIR) rasponu, od 2,8 mikrona do 50 mikrona. Posljednjih godina FHI-jevi znanstvenici i inženjeri radili su na proširenju s dvije boje, uspješno instalirajući drugu granu FEL-a za proizvodnju dalekog infracrvenog (FIR) zračenja na valnim duljinama između 5 i 170 mikrona.
Ova inovacija ne samo da proširuje raspon primjena za FEL-ove, već i otvara nove puteve za njihov razvoj u području znanstvenog istraživanja.
