中央激光設(shè)施(CLF)和牛津大學(xué)共同建造的具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的激光器，將在數(shù)十億歐元XFEL設(shè)施中發(fā)揮關(guān)鍵作用，XFEL設(shè)施利用比普通X射線亮十億倍的X射線閃光揭示了物質(zhì)更深層次的秘密。
開拓性歐洲XFEL設(shè)施在德國(guó)漢堡附近正在建設(shè)，預(yù)計(jì)2016年調(diào)試。該設(shè)施將采用“泵浦-探測(cè)”技術(shù)，樣品先由一臺(tái)激光器加熱(泵浦)再由XFEL光束(探測(cè))檢測(cè)。英國(guó)制造的激光器將作為“泵浦”源，耗費(fèi)800萬(wàn)英鎊，歷時(shí)30個(gè)月，由STFC和工程物理科學(xué)研究理事會(huì)(EPSRC)聯(lián)合資助完成。
CLF主任JohnCollier教授說：“選擇這個(gè)激光器也是對(duì)英國(guó)在激光科學(xué)領(lǐng)域世界級(jí)能力的響當(dāng)當(dāng)?shù)恼J(rèn)可。促進(jìn)英國(guó)國(guó)際合作能力，為更多的成功出口提供了墊腳石。”CLF贏得1000萬(wàn)英鎊合同為捷克共和國(guó)的HiLASE項(xiàng)目開發(fā)新型激光技術(shù)。
利用了眾所周知的激光器先進(jìn)技術(shù)DiPOLE(實(shí)驗(yàn)用二極管泵浦光學(xué)激光器)，CLF的先進(jìn)激光技術(shù)及應(yīng)用中心(CALTA)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新概念。DiPOLE使激光器產(chǎn)生的脈沖具備非常高的能量以及高重復(fù)頻率，并允許非常精準(zhǔn)地調(diào)整和精確地控制激光脈沖定時(shí)。這對(duì)于歐洲XFEL來(lái)說是至關(guān)重要的，這將使用激光器每秒產(chǎn)生高達(dá)27000個(gè)X射線閃爍。100J、10Hz的DiPOLE激光器將用于XFEL的高能量密度終端站。激光器用于壓縮物質(zhì)致只有大行星才存在的極端壓力，來(lái)自XFEL的X射線可以用于分析這種極端條件下的物質(zhì)。其他的可能實(shí)驗(yàn)包括耦合DiPOLE與其他激光器探索結(jié)構(gòu)緊湊型加速器的前景。
圖1結(jié)構(gòu)緊湊、高效DiPOLE激光放大器頭部設(shè)計(jì)，含二極管陣列泵浦的薄板激光玻璃條
英國(guó)的100JDiPOLE激光器所做的貢獻(xiàn)允許訪問亥姆霍茲國(guó)際極端場(chǎng)光束(HIBEF)聯(lián)盟的高能量密度終端站。他們將在頭5年運(yùn)作期內(nèi)提供140天的訪問。加入HIBEF的英國(guó)聯(lián)盟包括牛津大學(xué)、UCL、沃威客、QUB、皇家、普利茅斯、約克、特斯拉斯克萊德、劍橋和SUPA。
激光器器件部分將在英國(guó)完成設(shè)計(jì)、制造和驗(yàn)證，在運(yùn)送德國(guó)安裝之前。英國(guó)研究小組還將提供XFEL小組的培訓(xùn)及如何組裝。
大學(xué)和科學(xué)部長(zhǎng)近日宣布英國(guó)將投資高達(dá)3000萬(wàn)英鎊成為歐洲XFEL設(shè)施的正式成員。英國(guó)也將成為該項(xiàng)目的第12個(gè)成員，聯(lián)合丹麥、法國(guó)、德國(guó)、匈牙利、意大利、波蘭、俄羅斯、斯洛伐克、西班牙、瑞典和瑞士。
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