업계 뉴스 3 

최근 독일 베를린 막스 플랑크 협회의 프리츠 하버 연구소(FHI)는 2색 모드에서 최초로 적외선 자유 전자 레이저를 작동하는 기술적인 이정표를 달성했습니다.

이 세계 최고의 기술 혁신은 2색 레이저 펄스를 이용한 동시 실험을 가능하게 하고 고체 및 분자의 시간 과정 연구와 같은 응용 분야에 새로운 가능성을 열어줍니다.

현재 세계에는 약 12개의 자유 전자 레이저가 있으며 크기(수 미터에서 수 킬로미터), 파장 범위(마이크로파에서 하드 X선까지) 및 비용(수백만에서 수십억 이상)이 매우 다양합니다. 그러나 이들 모두에는 강렬하고 짧은 방사선 펄스를 생성한다는 공통점이 있습니다.

최근 수십 년 동안 자유 전자 레이저는 중요한 방사선원이 되었으며 기초 연구 및 응용 과학에서 널리 사용됩니다.

FHI(Fritz Haber Institute) 연구진이 미국의 파트너들과 함께 서로 다른 두 가지 색상의 적외선 펄스를 동시에 생성할 수 있는 새로운 방법을 개발한 것으로 알려져 있습니다.

이 기술의 구현은 독창적입니다. 자유 전자 흐름에서 전자 빔은 먼저 전자 가스 페달에 의해 가속되어 빛의 속도에 가까운 극도로 높은 운동 에너지를 달성합니다. 그 후, 이러한 고속 전자는 변동기를 통과하고 주기적으로 극성이 변하는 강한 자기장의 영향으로 사이클로트론 경로를 따라 추방됩니다.

전자의 진동 작용으로 인해 전자기 복사가 방출되며, 전자기 복사의 파장은 전자의 에너지나 자기장의 강도를 조정하여 정밀하게 제어할 수 있습니다. 덕분에 자유 전자 레이저(FEL)는 전자기 스펙트럼의 거의 모든 부분에서 레이저와 같은 방사선을 생성할 수 있으며, 장테라헤르츠에서 단X선 파까지 넓은 범위를 포괄합니다.

2012년부터 FHI의 FEL은 지속적으로 작동하여 2.8미크론에서 50미크론까지 중적외선(MIR) 범위에서 강렬한 파장 조정 펄스 방사선을 생성해 왔습니다. 최근 몇 년 동안 FHI 과학자와 엔지니어들은 2색 확장 작업을 진행하여 5~170미크론 파장의 원적외선(FIR) 방사선을 생성하는 두 번째 FEL 암을 성공적으로 설치했습니다.

이러한 혁신은 FEL의 적용 범위를 확장할 뿐만 아니라 과학 연구 분야에서 FEL 개발을 위한 새로운 기회를 열어줍니다.