لیزر الکترون آزاد فرابنفش (Ultraviolet FEL)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر الکترون آزاد فرابنفش (Ultraviolet FEL) :
Ultraviolet FEL به لیزرهای الکترون آزادی اطلاق می شود که در محدوده فرابنفش (UV) از حدود ۴۰۰ نانومتر تا ۱۰ نانومتر کار می کنند. این محدوده شامل فرابنفش نزدیک (NUV)، فرابنفش عمیق (DUV) و فرابنفش خلاء (VUV) می شود. FELها در این محدوده می توانند توان پیک بسیار بالا و پالس های فوق کوتاه تولید کنند که برای تحقیقات در فوتوشیمی، فیزیک ماده چگال، و زیست شناسی ارزشمند است.
مکانیزم: برای دستیابی به طول موج های فرابنفش، به انرژی الکترونی بالاتر (چند صد MeV تا GeV) و ویگلرهایی با دوره تناوب کوتاه تر (چند سانتی متر تا چند میلی متر) نیاز است. برای طول موج های کوتاه تر از ۱۰۰ نانومتر، آینه های با بازتابندگی بالا در دسترس نیستند، بنابراین از رژیم SASE (High-Gain) استفاده می شود. برای طول موج های بلندتر UV (مثلا ۲۰۰-۴۰۰ نانومتر)، ممکن است از رژیم نوسانگر (Oscillator) با آینه های دی الکتریک استفاده شود.
کاربردهای UV FEL شامل: فوتوالکترون طیف سنجی با تفکیک زمانی (TR-PES) برای مطالعه دینامیک الکترون ها در سطوح و مواد، تصویربرداری میکروسکوپی با وضوح بالا (میکروسکوپ فوتوالکترون)، فوتوشیمی (مطالعه واکنش های نوری)، و تخریب انتخابی مواد (ماشین کاری با دقت بالا). تأسیساتی مانند FLASH در آلمان (که تا VUV کار می کند) و FERMI در ایتالیا (که در UV نرم با قابلیت تنظیم بالا کار می کند) نمونه هایی از این نوع هستند.
چالش ها: دستیابی به کیفیت باریکه الکترونی مورد نیاز برای طول موج های کوتاه، و مدیریت اثرات غیرخطی در ویگلر. FELهای UV (به ویژه در رژیم SASE) ابزارهای پیشرفته ای هستند که به کاربران امکان می دهند فرایندهای فوق سریع را در مقیاس انرژی الکترونی (eV) مطالعه کنند.
