لیزر الکترون آزاد نوسانگر (Oscillator FEL)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر الکترون آزاد نوسانگر (Oscillator FEL) :
Oscillator FEL نوعی لیزر الکترون آزاد است که در آن تابش در یک حفره نوری (محصور بین دو آینه) مانند لیزرهای معمولی نوسان می کند. این رژیم برای طول موج های بلندتر (از مایکروویو تا فرابنفش) که آینه های با بازتابندگی بالا در دسترس هستند، استفاده می شود. در Oscillator FEL، بهره در هر پاس (single-pass gain) معمولا کمتر از ۱۰۰٪ است و بازخورد مثبت توسط آینه ها برای رسیدن به توان بالا لازم است.
مکانیزم: یک باریکه الکترونی با کیفیت خوب و انرژی نسبتا کم (چند MeV تا چند صد MeV) به طور پیوسته یا پالسی با نرخ تکرار بالا وارد یک ویگلر می شود. حفره نوری شامل دو آینه در دو سر ویگلر است. تابش تولید شده در ویگلر بین آینه ها محصور می شود و با هر عبور جدید باریکه الکترونی، برهمکنش کرده و تقویت می شود. پس از چند صد تا چند هزار پاس، توان به حالت پایدار (steady-state) می رسد. بخشی از تابش از طریق آینه خروجی (با بازتابندگی کمتر) خارج می شود.
مزایای Oscillator FEL: خروجی با کیفیت طیفی بالا (پهنای خط باریک)، پایداری خوب، و قابلیت کار در مد پیوسته (CW). آنها برای تحقیقات در محدوده مادون قرمز دور تا فرابنفش نزدیک بسیار مفید هستند. تأسیساتی مانند FELIX (هلند) و CLIO (فرانسه) از این نوع هستند و به عنوان کاربری های ملی برای طیف سنجی و تحقیقات ماده چگال خدمت می کنند.
چالش ها: نیاز به آینه های با کیفیت بالا در طول موج مورد نظر (که برای طول موج های کوتاه تر از ۱۰۰ نانومتر بسیار دشوار است)، و همگام سازی دقیق زمان عبور پالس نوری و باریکه الکترونی در حفره. Oscillator FELها ابزارهای قدرتمندی برای تحقیقات در فیزیک ماده چگال، شیمی، و زیست شناسی هستند.
