Новосибирские физики создали магнитную "гармошку" для лазера на свободных электронах

Новосибирск. 8 декабря. ИНТЕРФАКС-СИБИРЬ- Ученые Института ядерной физики им.Г.И.Будкера (ИЯФ, Новосибирск) запустили первый в мире лазер на свободных электронах (ЛСЭ), использующий магнитную систему (ондулятор), позволяющую плавно и в широких пределах менять длину волны излучения, говорится в сообщении ИЯФ.

"Оригинальный ондулятор, напоминающий гармошку, предложен, сконструирован и изготовлен в ИЯФ, и включает в себя 100 магнитных полюсов. Разработка крайне важна для пользовательских установок - лазеров на свободных электронах и источников синхротронного излучения, поскольку позволяет существенно расширить диапазон генерируемого излучения и упростить работу пользователей - физиков, химиков, биологов и пр.", - говорится в сообщении.

Ондуляторы - основные элементы в источниках синхротронного излучения и лазерах на свободных электронах, создающие магнитное поле, необходимое, чтобы проходящие в нем электроны приобретали волнообразную траекторию.

При движении зарядов по этой траектории они испускают излучение довольно высокой мощности. Для изменения длины волны этого излучения необходимо менять параметры магнитной системы.

В большинстве установок в мире длина волны излучения регулируется изменением величины магнитного поля, но в этом случае диапазон перестройки невелик.

Ученые ИЯФ решили использовать силу расталкивания постоянных магнитов, что позволяет получить больший диапазон перестройки длины волны излучения.

"Устройство действительно напоминает гармошку: так же сдвигается и раздвигается, с той лишь разницей, что вместо мехов - 100 магнитных полюсов, которые и создают переменное магнитное поле", - отмечает научный руководитель направления синхротронного излучения ИЯФ академик РАН Геннадий Кулипанов.

"Самое главное, что в ней реализовано - то, что при изменении длины волны продолжается генерация излучения лазера на свободных электронах. Применение таких ондуляторов позволяет расширить диапазон перестройки длин волн для источников синхротронного излучения и лазера на свободных электронах", - добавил ученый.

Чтобы запустить устройство в работу, пришлось дополнительно создать вакуумную камеру и подвески на установку.

Новосибирский ЛСЭ - уникальная научная установка, построенная на базе специального ускорителя-рекуператора. Средняя мощность излучения лазера - рекордная в мире. Лазер терагерцового диапазона - это первая очередь установки (запуск состоялся в 2003 году), которая работает на энергии 12 МэВ и длине волн от 240 до 90 мкм. Второй лазер, запущенный в 2009 году, использует электронные пучки с энергией 22 МэВ, а его излучение находится уже в инфракрасном диапазоне (длина волн составляет от 80 до 35 мкм). Третий лазер, запущенный в 2015 году, работает на энергии 42 МэВ в диапазоне от 5 до 15 мкм. ЛСЭ является одной из главных пользовательских установок Сибирского центра синхротронного и терагерцового излучения СО РАН, что позволяет проводить на установке уникальные эксперименты в области физики, химии, биологии, материаловедения и медицины.