အပြည့်အဝ စည်းလုံးညီညွတ်သော အခမဲ့ အီလက်ထရွန် လေဆာ လေ့လာမှုတွင် တိုးတက်မှု ရှိလာပါသည်။

တရုတ်သိပ္ပံအကယ်ဒမီ၏ Free electron Laser အဖွဲ့သည် fully coherent free electron lasers သုတေသနတွင် တိုးတက်မှုများ ရရှိထားသည်။ ရှန်ဟိုင်း Soft X-ray Free Electron Laser Facility ကို အခြေခံ၍ တရုတ်နိုင်ငံမှ အဆိုပြုထားသော echo harmonic cascade free electron laser ၏ ယန္တရားအသစ်ကို အောင်မြင်စွာ အတည်ပြုပြီးဖြစ်ပြီး အလွန်ကောင်းမွန်သော စွမ်းဆောင်ရည်ရှိသော soft X-ray coherent radiation ကို ရရှိခဲ့သည်။ မကြာသေးမီက၊ ရလဒ်များကို Optica တွင် Coherent and ultra-short soft X-ray pulses from echo-enabled harmonic cascade free electron lasers ခေါင်းစဉ်အောက်တွင် ထုတ်ပြန်ခဲ့သည်။

X-ray free electron laser သည် ကမ္ဘာပေါ်တွင် အဆင့်မြင့်ဆုံး အလင်းရင်းမြစ်များထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ လက်ရှိတွင် နိုင်ငံတကာ X-ray free electron laser အများစုသည် self-amplifying spontaneous emission mechanism (SASE) ကို အခြေခံထားပြီး SASE တွင် အလွန်မြင့်မားသော peak brightness နှင့် femto level ultra-short pulse width နှင့် အခြားကောင်းမွန်သော စွမ်းဆောင်ရည်ရှိသော်လည်း SASE တွင် noise ကြောင့် တုန်ခါမှု၊ ၎င်း၏ radiation pulse ၏ coherence နှင့် stability မမြင့်မားခြင်း၊ ၎င်းသည် X-ray band “laser” မဟုတ်ပါ။ နိုင်ငံတကာ free electron laser နယ်ပယ်တွင် အရေးကြီးဆုံး ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု လမ်းညွှန်ချက်များထဲမှ တစ်ခုမှာ ရိုးရာ laser အရည်အသွေးဖြင့် fully coherent X-ray radiation ကို ထုတ်လုပ်ရန်ဖြစ်ပြီး အရေးကြီးသော နည်းလမ်းမှာ external seed free electron laser operating mechanism ကို အသုံးပြုရန်ဖြစ်သည်။ external seed free electron laser ၏ radiation သည် seed laser ၏ ဝိသေသလက္ခဏာများကို အမွေဆက်ခံပြီး full coherence၊ phase control နှင့် external pump laser နှင့် တိကျသော synchronization ကဲ့သို့သော ကောင်းမွန်သော ဝိသေသလက္ခဏာများ ရှိသည်။ သို့သော် seed laser ၏ wavelength နှင့် pulse width ကန့်သတ်ချက်ကြောင့် outer seed free electron laser ၏ short wavelength coverage နှင့် pulse length adjustment range မှာ အကန့်အသတ်ရှိသည်။ ပြင်ပအစေ့မပါသော အီလက်ထရွန်လေဆာ၏ လှိုင်းအလျားတို လွှမ်းခြုံမှုကို ပိုမိုတိုးချဲ့နိုင်ရန်အတွက်၊ echo harmonic generation ကဲ့သို့သော free electron laser လည်ပတ်မှုပုံစံအသစ်များကို မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း ကမ္ဘာပေါ်တွင် အပြင်းအထန် တီထွင်လျက်ရှိသည်။

ပြင်ပ seed free electron laser သည် တရုတ်နိုင်ငံတွင် high gain free electron laser တီထွင်ရန် အဓိကနည်းပညာလမ်းကြောင်းများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ လက်ရှိတွင် တရုတ်နိုင်ငံရှိ high gain free electron laser ကိရိယာလေးခုစလုံးသည် external seed operation mode ကို အသုံးပြုခဲ့ကြသည်။ Shanghai Deep Ultraviolet Free electron Laser Facility နှင့် Shanghai Soft X-ray Free Electron Laser Facility ကို အခြေခံ၍ သိပ္ပံပညာရှင်များသည် ပထမဆုံးသော နိုင်ငံတကာ echo type free electron laser light amplification နှင့် ပထမဆုံးသော extreme ultraviolet echo type free electron laser saturation amplification ကို အောင်မြင်စွာ ရရှိခဲ့သည်။ external seed free electron laser ကို short wavelength အထိ ပိုမိုမြှင့်တင်ရန်အတွက် သုတေသနအဖွဲ့သည် echo harmonic cascade ပါရှိသော fully coherent free electron laser ၏ ယန္တရားအသစ်တစ်ခုကို လွတ်လပ်စွာ အဆိုပြုခဲ့ပြီး Shanghai Soft X-ray Free electron Laser ကိရိယာမှ အခြေခံအစီအစဉ်အဖြစ် လက်ခံကျင့်သုံးခဲ့ပြီး principle verification မှ soft X-ray band တွင် light amplification အထိ လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုလုံးကို ပြီးမြောက်အောင် လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။ သုတေသနရလဒ်များအရ ရိုးရာပြင်ပအစေ့အမျိုးအစားလည်ပတ်မှုယန္တရားနှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါက ဤယန္တရားတွင် အလွန်ကောင်းမွန်သောရောင်စဉ်ဝိသေသလက္ခဏာများရှိကြောင်းပြသထားသည် (https://doi.org/10.1016/j.fmre.2022.01.027)၊ pulse length control နှင့် ultrafast pulse generation တွင် ဤယန္တရားအသစ်၏ သာလွန်ကောင်းမွန်သောစွမ်းဆောင်ရည်ကို ထပ်မံအတည်ပြုထားသည်။ သက်ဆိုင်ရာသုတေသနရလဒ်များသည် subnanometer band တွင် fully coherent free electron lasers များထုတ်လုပ်ရန်အတွက် လက်တွေ့ကျသောနည်းပညာလမ်းကြောင်းကို ပံ့ပိုးပေးပြီး X-ray nonlinear optics နှင့် ultrafast physical chemistry နယ်ပယ်များအတွက် စံပြသုတေသနကိရိယာတစ်ခုကို ပံ့ပိုးပေးလိမ့်မည်။

echo harmonic cascade free electron laser သည် အလွန်ကောင်းမွန်သော spectral စွမ်းဆောင်ရည်ရှိသည်- ဘယ်ဘက်ပုံသည် ရိုးရာ cascade mode ဖြစ်ပြီး ညာဘက်ပုံသည် echo harmonic cascade mode ဖြစ်သည်။

echo harmonic cascade မှတစ်ဆင့် X-ray pulse length ချိန်ညှိမှုနှင့် အလွန်မြန်ဆန်သော pulse generation ကို လုပ်ဆောင်နိုင်သည်