Rozwój laserów na swobodnych elektronach w Europie : 2016

• Autorzy: Romaniuk R. S.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2016.3.4

Warianty tytułu

EN

Development of free electron lasers in Europe : 2016

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Lasery na swobodnych elektronach (Free Electron Lasers –FEL) powstają w Europie albo jako infrastruktury samodzielne albo jako rozwinięcie infrastruktur synchrotronowych. Na ogół jednak powstają w ośrodkach posiadających znaczne doświadczenie z synchrotronowymi źródłami światła trzeciej generacji, jak np. DESY, Trieste, INFN, itp. Postępy w budowie bardzo wydajnych energetycznie nadprzewodzących akceleratorów elektronowych, np. typu TESLA, spowodowały gwałtowny rozwój maszyn FEL, generujących wiązkę światła o wielkiej intensywności, wysokiej jakości w zakresie podczerwonym, widzialnym, UV, EUV, oraz RTG. W budowie niektórych z opisanych Europejskich infrastruktur FEL biorą aktywnie udział młodzi uczeni z Polski. Szczególnie duży udział studentów i doktorantów z WEiTI Politechniki Warszawskiej był przy budowie maszyny FEL, FLASH I, FLASH II, a ostatnio EXFEL. Doświadczenia zgromadzone w pracy przy budowie tak wielkich eksperymentów pozwalają na rozwój takich grup i angażowanie w nowe inicjatywy laserowe, laserowo akceleratorowe, inercyjne, plazmowe, plazmowo – energetyczne, itp. I tak właśnie się dzieje. Niestety ze względu na brak w kraju dużej własnej infrastruktury badawczej, nie jesteśmy członkiem klubów właścicieli, i nasi uczeni mogą brać udział w pracach takich klubów pośrednio, jako członkowie grup zagranicznych. Ograniczony jest także dostęp do niektórych rodzajów Europejskich infrastrukturalnych projektów rozwojowych.

EN

Free electron laser FELs are built in Europe mainly as nondependent infrastructures, or as a development of synchrotron ones. They are constructed mainly in centers which have considerable experience with synchrotron light sources of the third generation like DESY, Trieste, INFH, etc. Advances in very energetically efficient superconducting linear accelerators for electron beams, like TESLA type, caused an abrupt development of FEL machines all over Europe. New generation of FELs emits light beam of extreme intensity, good parameters, in IR, VIS, UV, EUV and RTG spectral regions. The machine construction teams comprise also of young active researchers from Poland. In particular, these is a considerable participation of M.Sc. and Ph.D. students from Warsaw University of Technology at building of FLASH I, FLASH II, and EXFEL machines. Unique experiences gathered at work with these large experiments result in development of these young teams, and their further engagement in new initiatives: laser, laser – accelerator, inertial, plasma, plasma – energy, etc. This is what we observe with satisfaction. However, due to the lack of large research infrastructures in Poland, we are not members of the infrastructure owner clubs. Our young researchers may take part in the initiatives only indirectly as members of cooperative teams from the leading countries. As a further consequence, there is also a confined access of Polish laser and accelerator researchers to some kinds of European infrastructure development projects now under realization within the H2020.

Słowa kluczowe

PL

technika laserowa; lasery; lasery na swobodnych elektronach; fotonika; promieniowanie EUV; promieniowanie rentgenowskie; infrastruktury badawcze

EN

laser technology; laser development; lasers; free electron lasers; photonics; EUV radiation; RTG radiation; research infrastructures

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 57, nr 3
• Strony: 16--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz.

Twórcy

autor

Romaniuk R. S.

• Politechnika Warszawska, Instytut Systemów Elektronicznych, WEiTI

Bibliografia

• [1] H. Motz, Application of the radiation from fast electron beams, J.Appl.Phys., vol. 22, no. 5, p. 527–535 (1951).
• [2] J.M.J. Madey, Stimulated emission of bremsstrahlung in a periodic magnetic field, J.Appl.Phys, vol. 42, no. 5, pp. 1906–1913 (1971).
• [3] D.A.G. Deacon, L.R. Elias, J.M.J. Madey, G.J. Ramian, H.A. Schwettman, T.I. Smith, First operation of a free-electron laser, Phys. Rev. Lett., vol. 38, no. 16, p. 892 (1977).
• [4] R. Bonifacio, C. Pellegrini, L.M. Narducci, Collective instabilities and high-gain regime in a free electron laser, Optics Communications, vol. 50, no. 6, pp. 373–378 (1984).
• [5] G.T. Moore, The high-gain regime of the free electron laser, Nucl. Instr. and Meth, vol. A239, no. 1, p. 19–28 (1985).
• [6] K.-J. Kim and A. Sessler, “Free-electron lasers: present status and future prospects”, Science vol. 250, no. 4977, pp. 88–93 (1990).
• [7] S. V. Milton, et al., “Exponential gain and saturation of a self-amplified spontaneous emission free electron laser”, Science 292, 2037–2041 (2001).
• [8] V. Ayvazyan, et al., “Generation of GW radiation pulses from a VUV free-electron laser operating in the femtosecond regime”, Phys. Rev. Lett. 88, 104802 (2002).
• [9] G. R. Neil and L. Merminga, “Technical approaches for high-average-power free-electron lasers”, Rev. Mod. Phys. 74, 685 (2002).
• [10] E.L. Saldin, E.A. Schneidmiller, M.V. Jurkov, Attosecond pulses from X-ray FEL with an energy chirped electron beam and a tapered undulator, Proceedings of FEL 2006, BESSY, Berlin, Germany (2006).
• [11] W. Ackermann et al., “Operation of a free-electron laser from the extreme ultraviolet to the water window”, Nature Photon. 1, 336 (2007).
• [12] K. Tiedtke et al., The soft x-ray free electron laser FLASH at DESY: beamlines, diagnostics and end stations, New J.Phys., vol.11, art. 023029 (2009).
• [13] W.A. Barletta, et al., Free electron lasers: Present status and future challenges, Nuclear Instruments and Methods in Physiucs Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 2010, vol. 618, no. 1–3, pp. 69–96; doi:10.1016/j.nima.2010.02.274 (2010).
• [14] P. Emma et al., “First lasing and operation of an ångstrom-wavelength free-electron laser”, Nature Photon. 4, 641 (2010).
• [15] J.N. Galayda et al., “X-ray free-electron lasers – present and future capabilities”, JOSA B 27 (11), B106 (2010).
• [16] P. Emma, et al., First lasing and operation of an angstrom-wavelength free-electon laser, Nature Photonics 4, p. 641 (2010).
• [17] T. Ishikawa, et al., A compact X-ray free-electron laser emitting in the sub-angstrom region, Nature Photonics 6, p. 540–544 (2012).
• [18] E. Allaria, et al., Highly coherent and stable pulses from the FERMI seeded free-electron laser in the extreme ultraviolet, Nature Photonics 6, p. 699–704 (2012).
• [19] Free Electron Laser research and applications [http://sbfel3.ucsb. edu/www/vl_fel.html].
• [20] R.S. Romaniuk, POLFEL – A Free Electron Laser in Poland, Photonics Letters of Poland, vol. 1, no. 3, pp. 103–105 (2009) doi: 10.4302/plp.2009.3.01.
• [21] R.S. Romaniuk, POLFEL – laser na swobodnych elektronach w Polsce, Elektronika – konstrukcje, technologie, zastosowania, vol. 51, nr. 4, str. 83–87 (2010).
• [22] R.S. Romaniuk, Europejski Laser Rentgenowski, Elektronika – konstrukcje, technologie, zastosowania, vol. 54, nr. 4, str. 149–154 (2013).
• [23] R.S. Romaniuk, Lasery rentgenowskie LCLS i LCLS II: SLAC, Elektronika – konstrukcje, technologie, zastosowania, vol. 54, nr. 5, str. 66–69 (2013).

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.