[物理]实现更快地切换圆偏振同步辐射的螺旋度,比以前快100万倍!
在BESSY II存储环上 , 一个由加速器物理学家、波动器专家和实验人员组成的联合团队 , 已经展示了如何更快地切换圆偏振同步辐射的螺旋度 , 这比以前快了100万倍 。 研究使用了HZB开发的椭圆形双波荡器 , 并以所谓的双轨道模式操作储存环 。 这是BESSY II新开发的一种特殊操作模式 , 为快速切换提供了基础 。 光螺旋度的超快变化 , 对观察磁性材料中的过程特别有趣 , 长期以来一直被广大用户群体所期待 。
本文插图
在像BESSY II这样的同步辐射源中 , 电子束几乎以光速绕存储环运行 。 它们被周期性磁结构(波动体)强迫发射具有特殊性质的极亮光脉冲 。 椭圆波荡器也可以用来产生圆偏振光脉冲 , 这种脉冲表现出一种称为螺旋度的特征:偏振方向可以是顺时针 , 也可以是逆时针 。 材料中磁性结构对圆偏振光的反应不同:取决于X射线脉冲的螺旋度 , 它们或多或少会吸收这种辐射 。
自20世纪80年代以来 , 这已被用于所谓的XMCD(X射线圆二色谱)实验 , 以研究磁性材料的静态和动态变化 , 或成像表面磁性纳米结构 。 特别是对于这样的成像技术 , 使用同步辐射源的用户群体长期以来 , 一直希望有可能快速切换光的螺旋度 , 这主要是因为这直接导致磁图像对比度 , 这使得磁数据存储设备中的比特是可见和可量化的 。 在BESSY II(APPLE II)典型椭圆波荡器中 , 光螺旋度是通过一米长的强永久磁铁排列机械位移来切换 , 这一过程有时需要几分钟 。
本文插图
然而 , 新方法是基于这样的波荡器与储存环中电子束特殊轨道相结合 , 由所谓的TRIB(横向共振岛桶)产生 。 BESSY II的加速器专家保罗·戈斯拉夫斯基博士对TRIBS进行了实验探索 。 卡斯滕·霍尔达克博士和约翰尼斯·巴赫特博士建议 , 虽然存储环中的电子路径通常会在一个轨道之后关闭 , 但在TRIBS模式下 , 电子在连续轨道上运行的轨道不同 , 因此可以从不同磁场配置发出X射线脉冲 。
现在能够证明 , 其想法实际上是在BESSY II现有双波动器UE56-2的帮助下进行先导实验:当穿过这种双波动器专门准备的磁铁排列时 , 来自不同轨道Tribs模式的电子束发出波长相同但圆极化相反的X射线光子 。 因此 , 理论上 , 现在可以用右圆偏振光脉冲然后左圆偏振光脉冲以仅1微秒的间隔来研究来自磁性样品的XMCD信号 。 在中试实验中 , 检测到了磁性样品(坡莫合金中的镍)从旋转到旋转的XMCD信号 , 并且可以清楚地显示螺旋度的快速(MHz)变化 。
有了为此量身定做的新波浪器 , BESSY II就可以在TRIBS模式下提供具有超快螺旋度变化的特殊光束线 , 最终切换时间可能缩短到纳秒 。 研究人员很高兴双轨道/TRIBS的发展 , 现在可以在BESSY II进行新的实验 , 对于BESSY III来说 , 这也是一个有吸引力的选择 , 其研究结果现已发表在《通信物理》期刊上上 。
博科园|研究/来自:亥姆霍兹德国研究中心协会
参考期刊《通信物理》
博科园|科学、科技、科研、科普
【[物理]实现更快地切换圆偏振同步辐射的螺旋度,比以前快100万倍!】关注【博科园】看更多大美宇宙科学
- 人民网@【战“疫”说理】疫情防控中如何有效实现经济复苏?
- 『科技拌饭』敌人无处遁形,手机变身物理外挂?华为MateXs双倍视野刚枪
- 「中国软件网」实现生产少人化,走向智能化,新朋联众探索工业互联
- [小龙看城市]欧美更难实现,越南一夜之间开启全社会隔离模式:比中国规模更大
- 人造太阳@中国“人造太阳”实现1亿度运行,这可能是永久解决能源问题的黑科技
- 英雄的城市 英雄的城市,英雄的车队!东风出行抗疫网约车队实现零感染
- 北京晚报■包机梦想轻松实现,女子登机发现只有自己一名乘客
- 轻舟智航 轻舟智航获数千万美元种子轮,以独特高效路径实现无人驾驶
- 「风月无关」腾讯却能年入3772亿,马化腾是如何实现的?,微信免费使用
- 【史蒂夫·乔布斯】纪念乔帮主:乔布斯和斯卡利相互成就与拆台,最终实现苹果的伟大