자유 전자 레이저

자유 전자 레이저 펠릭스 라드부드 대학, 네덜란드.

자유전자레이저(FEL)는 매우 밝고 짧은 싱크로트론 방사 펄스를 생성하는 (4세대) 싱크로트론 광원이다.FEL은 레이저처럼 많은 방식으로 기능하고 행동하지만 원자 또는 분자 들뜸으로부터 자극된 방출을 사용하는 대신 상대론적 전자를 이득 ^[1]^[2]매체로 사용합니다.싱크로트론 방사선은 다수의 전자가 자기 구조(선진기 또는 위글러라고 함)를 통과할 때 발생합니다.FEL에서는 싱크로트론 복사가 전자 다발과 재상호작용함에 따라 이 복사가 더욱 증폭되어 전자가 일관되게 방출되기 시작하고, 따라서 전체 방사선 강도가 기하급수적으로 증가한다.

전자 운동 에너지 및 비동기 매개변수를 원하는 대로 조정할 수 있으므로 자유 전자 레이저가 조정 가능하며 현재 마이크로파에서 테라헤르츠 방사 및 적외선, 가시 스펙트럼, 자외선 및 X선에 이르는 ^[4]다른 유형의 ^[3]레이저보다 넓은 주파수 범위에서 구축될 수 있습니다.

자유 전자 레이저의 코어에 있는 언듈레이터의 개략도.

최초의 자유전자레이저는 존 메디가 1971년 스탠퍼드대에서^[5] 개발한 기술로 1953년 ^[6]^[7]스탠포드에서 위글러 자기배열을 이용해 한스 모츠와 그의 동료들이 개발했다.메디는 신호를 증폭하기 위해 43MeV^[8] 전자빔과 5m 길이의 위글러를 사용했다.

보 작성

FELIX 언듈레이터

FEL을 만들기 위해 전자 빔이 거의 빛의 속도로 가속됩니다.빔은 빔 경로를 가로질러 서로 다른 극을 가진 자석의 주기적인 배치를 통과하며, 이로 인해 측면 간 자기장이 생성됩니다.빔의 방향을 세로 방향이라고 하고 빔 경로를 가로지르는 방향을 가로 방향이라고 합니다.이 자석 배열은 자기장의 로렌츠 힘에 의해 빔의 전자가 횡방향으로 꿈틀거리게 되고, 그 축을 중심으로 정현파 경로를 따라 이동하기 때문에 파동기 또는 파동기라고 불립니다.

이 경로를 가로지르는 전자의 횡가속은 단색이지만 여전히 일관성이 없는 광자의 방출을 초래합니다. 왜냐하면 무작위로 분포된 전자로부터의 전자파가 시간에 건설적이고 파괴적으로 간섭하기 때문입니다.결과적으로 발생하는 복사 전력은 전자 수에 따라 선형으로 확장됩니다.언듈레이터의 양단 미러에 의해 광학 공동이 형성되어 방사선이 정상파를 형성하거나 외부 들뜸 레이저가 교대로 설치된다.싱크로트론 복사는 복사빔의 횡전계가 정현파 흔들림에 의해 생성된 횡전류와 상호작용할 정도로 충분히 강해지고, 일부 전자는 기전력을 통해 광학계에 에너지를 빼앗긴다.

이 에너지 변조는 하나의 광학 파장의 주기로 전자 밀도(전류) 변조로 진화합니다.따라서 전자는 축을 따라 하나의 광학 파장에 의해 분리된 마이크로펀치로 종방향으로 뭉쳐집니다.단 하나의 비동기(undulator)가 독립적으로 전자를 방사하는 반면, 묶인 전자에 의해 방출되는 방사선은 위상이며, 장은 일관되게 합산한다.

방사선 강도가 증가하여 전자의 추가적인 미세 분사를 유발하고,^[9] 이 미세 분사는 계속해서 서로 위상 방사됩니다.이 과정은 전자가 완전히 마이크로펀치되고 방사선이 파동 복사보다 몇 배 높은 포화 전력에 도달할 때까지 계속됩니다.

방출되는 방사선의 파장은 전자빔의 에너지 또는 절연체의 자기장 강도를 조정하여 쉽게 조정할 수 있습니다.

FEL은 상대론적 기계입니다.방출된 방사선의 파장 $\lambda _{r}$ r \ $displaystyle \lambda$ _ ${r$ 는 다음과^[10] 같다.

({displaystyle \displayda _{r}=displayfrac {u}{2\display ^{2}}\left(1+{\frac {K^{2}}{2}}\오른쪽))

또는 아래에서 설명하는 위글러 강도 $매개변수$ K가 작을 때

\displaystyle \displayda _{r}\propto {frac\displayda _{u}{2\display ^{2}}}

여기서 $\lambda _{u}$ ${\$ _ ${u}}$ 는 $\lambda_u$ 비동기 파장(자기장의 공간 주기), $u$ {\ $displaystyle$ \gamma $}$ 는 $\gamma$ 상대론적 로렌츠 계수이며 비례 상수는 비동기 형상에 따라 달라지며 1의 차수이다.

이 공식은 두 가지 상대론적 효과의 조합으로 이해될 수 있다.당신이 전자 위에 앉아 있는 것을 상상해 보세요.로렌츠 수축에 의해 파장은 $\displaystyle \gamma }$ 계수만큼 $\gamma$ 짧아지고 전자는 파장 $\lambda _{u}/\gamma$ / $\lambda _{u}/\gamma$ \ $displaystyle \lambda$ _ ${u}/\gamma$ 를 경험하지만, 이 파장에서 방출되는 방사선은 기준의 실험실 프레임과 상대론적 도플에서 관찰된다.r 효과는 위의 공식에 두 $\gamma$ "\ $displaystyle\display"$ 계수를 가져옵니다 $\gamma$ .X선 FEL에서는 1cm의 일반적인 파장이 $\gamma$ 의 X선 파장으로 ${\\displaystyle \gamma$ 2000 2000만큼 변환됩니다. 즉, 전자는 0.9999998c의 속도로 이동해야 합니다.

위글러 강도 매개변수 K

무차원 매개변수인 K는 위글러 강도를 기간의 길이와 ^{[citation needed]}굽힘 반지름 사이의 관계로 $정의$ 합니다.

({displaystyle K=pi frac {u}}{2\pi \rho}}=pi frac {eB_{0}\lambda _{u}}{2\pi m_{e}c}}})

여기서 $\rho$ \ $rho)$ 는 $\rho$ 굽힘 반지름, B $(\$ 은 $B_0$ 인가 자기장, $m_{e}$ e(\ $displaystyle m_{e$ })는 $m_{e}$ 전자 질량, $e$ (\ $displaystyle$ e $)$ 는 $e$ 기본 전하입니다.

실제 단위로 표현되는 무차원 undulator $K=0.934\cdot B_{0}\,{\text{[T]}}\cdot \lambda _{u}\,{\text{[cm]}}$ 는 K $K=0.934\cdot B_{0}\,{\text{[T]}}\cdot \lambda _{u}\,{\text{[cm]}}$ B $K=0.934\cdot B_{0}\,{\text{[T]}}\cdot \lambda _{u}\,{\text{[cm]}}$ [ $K=0.934\cdot B_{0}\,{\text{[T]}}\cdot \lambda _{u}\,{\text{[cm]}}$ [ $K=0.934\cdot B_{0}\,{\text{[T]}}\cdot \lambda _{u}\,{\text{[cm]}}$ ] \ $displaystyle$ K = $0$ . $934$ \ $cdot B$ _ { $0$ } , { \ $text$ { $[$ ]입니다. $T]}}\cdot \lambda$ _ ${u},{\text{[cm$

양자 효과

대부분의 경우, 고전 전자기 이론은 자유 전자 ^[11]레이저의 동작을 적절히 설명한다.충분히 짧은 파장의 경우 전자 반동과 샷 노이즈의 양자 효과를 ^[12]고려해야 할 수 있다.

FEL 구조

가속된 전자는 적절히 억제되지 않으면 방사선에 노출될 수 있으므로 자유 전자 레이저의 경우 전자 가속기와 관련 차폐를 사용해야 합니다.이러한 가속기는 일반적으로 고전압 공급이 필요한 클라이스트론에 의해 구동됩니다.전자 빔은 진공 상태로 유지되어야 하며, 빔 경로를 따라 다수의 진공 펌프를 사용해야 합니다.이 장비는 부피가 크고 비싸지만 자유 전자 레이저가 매우 높은 피크 출력을 달성할 수 있으며, FEL의 조정성은 화학, 생물학에서의 분자 구조 결정, 의학 진단, 비파괴 테스트 등 여러 분야에서 매우 적합합니다.

적외선 및 테라헤르츠 FEL

베를린의 프리츠 하버 연구소는 2013년에 ^[13]^[14]중적외선 및 테라헤르츠 FEL을 완성했다.

X선 FEL

자외선과 X선을 반사할 수 있는 거울 소재가 없다는 것은 X선 자유전자레이저(XFEL)가 공명 공동 없이 작동해야 한다는 것을 의미한다.그 결과, X선 FEL(XFEL)에서는, 빔은, 언듈레이터를 통과하는 단일의 방사 패스에 의해서 생성된다.이를 위해서는 적절한 빔을 생성하기 위해 단일 패스에 걸쳐 충분한 증폭이 필요합니다.

따라서 XFEL은 수십 또는 수백 미터 길이의 긴 언듈레이터 섹션을 사용합니다.이를 통해 XFEL은 인공 X선 소스 중 가장 밝은 X선 펄스를 생성할 수 있습니다.X선 레이저의 강한 펄스는 자가 증폭 자발 방출(SASE)의 원리에 있으며, 이는 마이크로펀치로 이어집니다.처음에는 모든 전자가 균일하게 분포되어 일관성이 없는 자발적 방사선을 방출합니다.이 방사선과 전자의 진동의 상호작용을 통해, 그것들은 하나의 방사선 파장과 같은 거리만큼 떨어져 있는 마이크로펀치로 떠내려갑니다.이 상호작용에 의해 모든 전자가 간섭성 방사선을 방출하기 시작합니다.방출된 방사선은 파도의 꼭대기와 파도의 기압골이 서로 최적으로 겹쳐지는 것을 통해 완벽하게 강화될 수 있다.그 결과 방사 방사 전력이 기하급수적으로 증가하여 높은 빔 강도 및 레이저와 유사한 특성이 ^[15]발생합니다.SASE FEL 원칙에 따라 작동하는 시설의 예로는 함부르크의 자유 전자 LASER(FLASH), SLAC 국립 가속기 연구소의 Linac 간섭 광원(LCLS), ^[16]함부르크의 유럽 X선 자유 전자 레이저(EuXFEL), SPRING-8 콤팩트 SASE 등이 있습니다.폴쉐러연구소(스위스), 일본 리켄하리마연구소 SACLA, 한국 PAL-XFEL(포항가속기연구소 X선 자유전자레이저) 등이 있다.

2022년 스탠포드 대학의 LCLS-II(Linac Cohistent Light Source)로 업그레이드하여 초전도 니오브 ^[17]공동을 사용하여 광속 전자의 초당 10^6 펄스를 생성했습니다.

셀프시딩

SASE FEL의 문제 중 하나는 노이즈가 많은 스타트업 프로세스로 인한 시간적 일관성의 결여입니다.이를 피하기 위해 FEL의 공명에 맞춰 조정된 레이저로 FEL을 "시드"할 수 있습니다.이러한 시간적으로 일관된 시드는 광레이저 펄스를 이용한 고조파 발생(HHG)과 같은 보다 전통적인 방법으로 생성될 수 있다.그 결과 입력 신호가 일관성 있게 증폭됩니다.실제로 출력 레이저 품질은 시드에 의해 특징지어집니다.HHG 씨앗은 극자외선에 이르는 파장에서는 이용할 수 있지만 종래의 X선 레이저가 없기 때문에 X선 파장에서는 씨뿌리기가 불가능하다.

2010년 말 이탈리아에서는 FEL 시드 공급원인 FERMI@Elettra가^[18] Trieste Synchrotron Laboratory에서 시운전하기 시작했다.FERMI@Elettra는 100nm(12eV)~10nm(124eV)의 파장을 커버하는 싱글패스 FEL 사용자 시설로 이탈리아 트리에스테에 있는 제3세대 싱크로트론 방사선 시설 ELETTRA 옆에 있습니다.

2012년, LCLS를 연구 중인 과학자들은 다이아몬드 단색기를 통해 여과된 후 자체 빔으로 레이저를 자체 파종함으로써 X선 파장의 파종 한계를 극복했다.빔의 강도와 단색성은 전례가 없었고 원자를 조작하고 분자를 이미징하는 새로운 실험을 할 수 있었다.전 세계의 다른 연구실들은 이 기술을 그들의 ^[19]^[20]장비에 통합하고 있다.

조사.

바이오메디컬

기초 조사

연구진은 단백질 결정학과 세포생물학의 ^[21]핵심 역할을 해온 싱크로트론 광원의 대안으로 자유전자 레이저를 연구해 왔다.

매우 밝고 빠른 X선은 X선 결정학을 사용하여 단백질을 촬영할 수 있습니다.이 기술은 총 단백질 수의 25%인 기존 기술로 이미징을 가능하게 하는 방식으로 쌓이지 않는 단백질을 처음으로 이미징할 수 있게 한다.30펨토초의 펄스 지속으로 0.8nm의 분해능을 달성했습니다.선명한 시야를 얻으려면 0.1~0.3nm의 분해능이 필요합니다.펄스 지속 시간이 짧기 때문에 분자가 파괴되기 전에 X선 회절 패턴의 이미지를 기록할 수 있습니다.^[22] 밝고 빠른 X선은 SLAC의 Linac 코히런트 광원에서 생성되었습니다.2014년 현재 LCLS는 세계에서 가장 강력한 X-ray ^[23]FEL입니다.

유럽 XFEL과 같은 차세대 X선 FEL 소스의 반복률이 증가하기 때문에 회절 패턴의 예상 수도 상당히 증가할 것으로 예상됩니다.^[24] 회절 패턴의 수의 증가는 기존 분석 방법에 큰 부담을 줄 것이다.이에 대처하기 위해 일반적인 X선 FEL 실험으로 생성되는 방대한 양의 데이터를 정렬하는 여러 방법이 연구되었습니다.^[25] ^[26] 다양한 방법이 효과적인 것으로 나타났지만, 완전한 반복률로 단립자 X선 FEL 이미징을 위한 길을 닦기 위해서는 다음 해상도 혁명을 달성하기 전에 몇 가지 과제를 극복해야 한다.^[27] ^[28]

신진대사 질환의 새로운 바이오마커: 적외선 이온 분광법과 질량 분석 과학자를 결합할 때 선택성과 민감성을 이용하여 혈액이나 소변과 같은 생물학적 샘플의 작은 분자의 구조적 지문을 제공할 수 있습니다.이 새롭고 독특한 방법론은 신진대사 질환을 더 잘 이해하고 새로운 진단 및 치료 전략을 개발할 수 있는 흥미로운 새로운 가능성을 창출하고 있습니다.

수술.

1994년 밴더빌트 대학의 FEL 센터의 글렌 에드워즈와 동료들의 연구는 피부, 각막, 뇌 조직을 포함한 연조직이 인접 ^[29]^[30]조직에 최소한의 부수적 손상으로 약 6.45 마이크로미터의 적외선 FEL 파장을 사용하여 절단되거나 축소될 수 있다는 것을 발견했습니다.이것은 인간에 대한 수술로 이어졌고, 자유 전자 레이저를 사용한 최초의 수술이었다.1999년부터 코프랜드와 콘라드는 뇌수막종양을 ^[31]절제하는 수술을 세 차례 실시했다.2000년부터 Joos와 Mawn은 시신경 ^[32]피복의 유효성을 테스트하기 위해 시신경 피복의 창을 자르는 수술을 5번 실시했다.이 8개의 수술은 치료 기준과 일치하는 결과를 얻었으며 부수적인 손상을 최소화할 수 있는 추가적인 이점을 제공했습니다.의료용 FEL에 대한 리뷰는 조정 가능한 레이저 애플리케이션 ^[33]제1판에 나와 있습니다.

지방 제거

연조직에 최소한의 부수적 손상을 주기 위해 펄스 구조와 에너지로 6~7마이크로미터 범위에서 조정 가능한 여러 개의 작은 임상 레이저가 ^{[citation needed]}생성되었습니다.밴더빌트에는 알렉산드라이트 ^[34]레이저에 의해 펌핑된 라만 시프트 시스템이 있습니다.

록스 앤더슨은 자유전자 레이저를 피부에 ^[35]해를 끼치지 않고 녹는 지방에 응용할 것을 제안했다.적외선 파장에서는 조직 내의 물을 레이저로 가열했지만 915, 1210, 1720 nm에 해당하는 파장에서는 표면하지질을 물보다 차등하게 가열했다.이 선택적 광열분해의 가능한 적용은 여드름을 치료하기 위한 피지질의 선택적 파괴뿐만 아니라 셀룰라이트 및 체지방과 관련된 다른 지질뿐만 아니라 아테롬성 동맥경화증과 심장병을 ^[36]치료하는데 도움을 줄 수 있는 지방 플라크도 포함합니다.

군사의

FEL 기술은 대공 및 대미사일 유도 에너지 무기 후보로 미 해군에 의해 평가되고 있다.토마스 제퍼슨 국립 가속기 시설의 FEL은 14kW 이상의 출력을 입증했습니다.^[37]소형 수 메가와트급 FEL 무기가 ^[38]연구 중이다.2009년 6월 9일 Naval Research Office of Naval Research는 Raytheon에게 100kW 실험용 ^[39]FEL을 개발하는 계약을 승인했다고 발표했습니다.2010년 3월 18일, Boeing Directed Energy Systems는 미 해군 사용을 ^[40]위한 초기 설계의 완료를 발표했다.FEL 시스템의 프로토타입이 시연되었으며 2018년까지 ^[41]풀파워 프로토타입이 예정되어 있습니다.

FEL상 수상자

FEL상은 프리 일렉트로닉 레이저 분야의 발전에 크게 공헌한 사람에게 수여됩니다.또한, 국제 FEL 커뮤니티는 회원 중 한 명이 뛰어난 성과를 거둔 것을 인정할 수 있는 기회를 제공합니다.

1988년 존 메이디
1989년 윌리엄 콜슨
1990년 토드 스미스와 루이스 엘리아스
1991년 필립 스프라이글과 니콜라이 비노쿠로프
1992년 로버트 필립스
1993년 로저 워런
1994년 알베르토 레니에리와 주세페 다톨리
1995년 리처드 판텔과 조지 베케피
1996년 샤를 브라우
1997년 김광제
1998년 존 월시
1999년 클라우디오 펠레그리니
2000년 스티븐 5세벤슨, 미네하라 아이스케, 그리고 조지 R.닐
2001년 미셸 빌라르동, 마리 엠마누엘 쿠프리, 장 미셸 오르테가
2002 H. 알란 슈베트만과 알렉산더 F.G. 반 데르 미어
2003년 리화위
2004년 블라디미르 리트비넨코와 하마 히로유키
2005년 에이브러햄(에이비) 고버
2006년 에브게니 살딘과 외르크 로스바흐
2007 일란 벤즈비, 제임스 로젠즈바이그
2008년 사무엘 크린스키
2009년 데이비드 다웰과 폴 엠마
2010 스벤 라이체
2011년 신타케 쓰모루
2012년 존 갈레이다
2013 루카 지아네시와 영욱정
2014 지룽황과 윌리엄 폴리
2015년 미하일 유코프, 에브게니 슈나이드밀러
2017 브루스 칼스텐, 딘 응웬, 리처드 셰필드
2019 엔리코 알라리아, 게나디 스투파코프, 알렉스 럼프킨

젊은 과학자 FEL상

영 사이언티스트 FEL상(또는 "젊은 조사자 FEL상")은 35세 미만의 사람이 FEL 과학기술에 기여한 공로를 기리기 위한 상입니다.

2008년 마이클 뢰르스
2009년 파벨 에브투셴코
2010년 기욤 램버트
2011 마리 라바트
2012년 다니엘 F.래트너
2013년 다오샹
2014년 에릭 헴싱
2015년 아고스티노 마리넬리와 하이샤오 덩
2017년 유제니오 페라리와 엘레오노레 루셀
2019년 조두리스와 차오펑

「」를 참조해 주세요.

레퍼런스

^ Margaritondo, G.; Rebernik Ribic, P. (2011-03-01). "A simplified description of X-ray free-electron lasers". Journal of Synchrotron Radiation. 18 (2): 101–108. doi:10.1107/S090904951004896X. ISSN 0909-0495. PMC 3042323. PMID 21335894.
^ Huang, Z.; Kim, K. J. (2007). "Review of x-ray free-electron laser theory" (PDF). Physical Review Special Topics: Accelerators and Beams. 10 (3): 034801. Bibcode:2007PhRvS..10c4801H. doi:10.1103/PhysRevSTAB.10.034801.
^ F. J. Duarte(Ed.), 조정 가능한 레이저 핸드북(Academic, New York, 1995) 9장.
^ "New Era of Research Begins as World's First Hard X-ray Laser Achieves "First Light"". SLAC National Accelerator Laboratory. April 21, 2009. Retrieved 2013-11-06.
^ C. Pellegrini, X선 자유 전자 레이저의 역사, The European Physical Journal H, 2012년 10월, 제37권, 제5, 페이지 659-708.http://www.slac.stanford.edu/cgi-wrap/getdoc/slac-pub-15120.pdf
^ Motz, Hans (1951). "Applications of the Radiation from Fast Electron Beams". Journal of Applied Physics. 22 (5): 527–535. Bibcode:1951JAP....22..527M. doi:10.1063/1.1700002.
^ Motz, H.; Thon, W.; Whitehurst, R. N. (1953). "Experiments on Radiation by Fast Electron Beams". Journal of Applied Physics. 24 (7): 826. Bibcode:1953JAP....24..826M. doi:10.1063/1.1721389.
^ Deacon, D. A. G.; Elias, L. R.; Madey, J. M. J.; Ramian, G. J.; Schwettman, H. A.; Smith, T. I. (1977). "First Operation of a Free-Electron Laser". Physical Review Letters. Prl.aps.org. 38 (16): 892–894. Bibcode:1977PhRvL..38..892D. doi:10.1103/PhysRevLett.38.892.
^ Feldhaus, J.; Arthur, J.; Hastings, J. B. (2005). "X-ray free-electron lasers". Journal of Physics B. 38 (9): S799. Bibcode:2005JPhB...38S.799F. doi:10.1088/0953-4075/38/9/023.
^ Huang, Z.; Kim, K.-J. (2007). "Review of x-ray free-electron laser theory". Physical Review Special Topics: Accelerators and Beams. 10 (3): 034801. Bibcode:2007PhRvS..10c4801H. doi:10.1103/PhysRevSTAB.10.034801.
^ Fain, B.; Milonni, P. W. (1987). "Classical stimulated emission". Journal of the Optical Society of America B. 4 (1): 78. Bibcode:1987JOSAB...4...78F. doi:10.1364/JOSAB.4.000078.
^ Benson, S.; Madey, J. M. J. (1984). "Quantum fluctuations in XUV free electron lasers". AIP Conference Proceedings. Vol. 118. pp. 173–182. doi:10.1063/1.34633.
^ Schöllkopf, Wieland; Gewinner, Sandy; Junkes, Heinz; Paarmann, Alexander; von Helden, Gert; Bluem, Hans P.; Todd, Alan M. M. (201). Biedron, Sandra G (ed.). "The new IR and THz FEL facility at the Fritz Haber Institute in Berlin". Advances in X-ray Free-Electron Lasers Instrumentation III. International Society for Optics and Photonics. 9512: 95121L. Bibcode:2015SPIE.9512E..1LS. doi:10.1117/12.2182284. hdl:11858/00-001M-0000-0027-13DB-1. S2CID 55435812.
^ "The FHI free-electron laser (FEL) facility". Fritz Haber Institute of the Max Planck Society. Retrieved 2020-05-04.
^ "XFEL information webpages". Retrieved 2007-12-21.
^ Doerr, Allison (November 2018). "High-speed protein crystallography". Nature Methods. 15 (11): 855. doi:10.1038/s41592-018-0205-x. PMID 30377367.
^ Irving, Michael (2022-05-11). "World's most powerful X-ray laser now fires a million bursts per second". New Atlas. Retrieved 2022-05-16.
^ "FERMI HomePage". Elettra.trieste.it. 2013-10-24. Retrieved 2014-02-17.
^ Amann, J.; Berg, W.; Blank, V.; Decker, F. -J.; Ding, Y.; Emma, P.; Feng, Y.; Frisch, J.; Fritz, D.; Hastings, J.; Huang, Z.; Krzywinski, J.; Lindberg, R.; Loos, H.; Lutman, A.; Nuhn, H. -D.; Ratner, D.; Rzepiela, J.; Shu, D.; Shvyd'ko, Y.; Spampinati, S.; Stoupin, S.; Terentyev, S.; Trakhtenberg, E.; Walz, D.; Welch, J.; Wu, J.; Zholents, A.; Zhu, D. (2012). "Demonstration of self-seeding in a hard-X-ray free-electron laser". Nature Photonics. 6 (10): 693. Bibcode:2012NaPho...6..693A. doi:10.1038/nphoton.2012.180.
^ ""Self-seeding" promises to speed discoveries, add new scientific capabilities". SLAC National Accelerator Laboratory. August 13, 2012. Archived from the original on February 22, 2014. Retrieved 2013-11-06.
^ Normile, Dennis (2017). "Unique free electron laser laboratory opens in China". Science. 355 (6322): 235. Bibcode:2017Sci...355..235N. doi:10.1126/science.355.6322.235. PMID 28104847.
^ Chapman, Henry N.; Caleman, Carl; Timneanu, Nicusor (2014-07-17). "Diffraction before destruction". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 369 (1647): 20130313. doi:10.1098/rstb.2013.0313. PMC 4052855. PMID 24914146.
^ Frank, Matthias; Carlson, David B; Hunter, Mark S; Williams, Garth J; Messerschmidt, Marc; Zatsepin, Nadia A; Barty, Anton; Benner, W. Henry; Chu, Kaiqin; Graf, Alexander T; Hau-Riege, Stefan P; Kirian, Richard A; Padeste, Celestino; Pardini, Tommaso; Pedrini, Bill; Segelke, Brent; Seibert, M. Marvin; Spence, John C. H; Tsai, Ching-Ju; Lane, Stephen M; Li, Xiao-Dan; Schertler, Gebhard; Boutet, Sebastien; Coleman, Matthew; Evans, James E (2014). "Super-bright, fast X-ray free-electron lasers can now image single layer of proteins". IUCrJ. 1 (2): 95–100. doi:10.1107/S2052252514001444. PMC 4062087. PMID 25075325. Retrieved 2014-02-17.
^ "Facts and Figures". www.xfel.eu. Retrieved 2020-11-15.
^ Bobkov, S. A.; Teslyuk, A. B.; Kurta, R. P.; Gorobtsov, O. Yu; Yefanov, O. M.; Ilyin, V. A.; Senin, R. A.; Vartanyants, I. A. (2015-11-01). "Sorting algorithms for single-particle imaging experiments at X-ray free-electron lasers". Journal of Synchrotron Radiation. 22 (6): 1345–1352. doi:10.1107/S1600577515017348. ISSN 1600-5775. PMID 26524297.
^ Yoon, Chun Hong; Schwander, Peter; Abergel, Chantal; Andersson, Inger; Andreasson, Jakob; Aquila, Andrew; Bajt, Saša; Barthelmess, Miriam; Barty, Anton; Bogan, Michael J.; Bostedt, Christoph (2011-08-15). "Unsupervised classification of single-particle X-ray diffraction snapshots by spectral clustering". Optics Express. 19 (17): 16542–16549. Bibcode:2011OExpr..1916542Y. doi:10.1364/OE.19.016542. ISSN 1094-4087. PMID 21935018.
^ Kuhlbrandt, W. (2014-03-28). "The Resolution Revolution". Science. 343 (6178): 1443–1444. Bibcode:2014Sci...343.1443K. doi:10.1126/science.1251652. ISSN 0036-8075. PMID 24675944. S2CID 35524447.
^ Sobolev, Egor; Zolotarev, Sergei; Giewekemeyer, Klaus; Bielecki, Johan; Okamoto, Kenta; Reddy, Hemanth K. N.; Andreasson, Jakob; Ayyer, Kartik; Barak, Imrich; Bari, Sadia; Barty, Anton (2020-05-29). "Megahertz single-particle imaging at the European XFEL". Communications Physics. 3 (1): 97. arXiv:1912.10796. Bibcode:2020CmPhy...3...97S. doi:10.1038/s42005-020-0362-y. ISSN 2399-3650.
^ Edwards, G.; Logan, R.; Copeland, M.; Reinisch, L.; Davidson, J.; Johnson, B.; MacIunas, R.; Mendenhall, M.; Ossoff, R.; Tribble, J.; Werkhaven, J.; O'Day, D. (1994). "Tissue ablation by a free-electron laser tuned to the amide II band". Nature. 371 (6496): 416–9. Bibcode:1994Natur.371..416E. doi:10.1038/371416a0. PMID 8090220. S2CID 4352100.
^ "Laser light from Free-Electron Laser used for first time in human surgery". Archived from the original on 2012-10-06. Retrieved 2010-11-06.
^ 글렌 S.Edwards et al., Sci 목사님설치 74 (2003) 3207
^ MacKanos, M. A.; Joos, K. M.; Kozub, J. A.; Jansen, E. D. (2005). "Corneal ablation using the pulse stretched free electron laser". In Manns, Fabrice; Soederberg, Per G; Ho, Arthur; Stuck, Bruce E; Belkin, Michael (eds.). Ophthalmic Technologies XV. Ophthalmic Technologies XV. Vol. 5688. p. 177. doi:10.1117/12.596603. S2CID 137024558.
^ F. J. Duarte (12 December 2010). "6". Tunable Laser Applications, Second Edition. CRC Press. ISBN 978-1-4200-6058-4.
^ Jayasinghe, Aroshan; Ivanov, Borislav; Hutson, M. Shane (2009-03-18). "Efficiency and Plume Dynamics for Mid-IR Laser Ablation of Cornea". APS March Meeting Abstracts: T27.006. Bibcode:2009APS..MART27006J. Retrieved 2010-11-06.
^ "BBC health". BBC News. 2006-04-10. Retrieved 2007-12-21.
^ "Dr Rox Anderson treatment". Retrieved 2007-12-21.
^ "Jefferson Lab FEL". Archived from the original on 2006-10-16. Retrieved 2009-06-08.
^ Whitney, Roy; Douglas, David; Neil, George (March 2005). Wood, Gary L (ed.). "Airborne megawatt class free-electron laser for defense and security". Laser Source and System Technology for Defense and Security. 5792: 109. Bibcode:2005SPIE.5792..109W. doi:10.1117/12.603906. OSTI 841301. S2CID 111883401.
^ "Raytheon Awarded Contract for Office of Naval Research's Free Electron Laser Program". Archived from the original on 2009-02-11. Retrieved 2009-06-12.
^ "Boeing Completes Preliminary Design of Free Electron Laser Weapon System". Retrieved 2010-03-29.
^ "Breakthrough Laser Could Revolutionize Navy's Weaponry". Fox News. 2011-01-20. Retrieved 2011-01-22.

추가 정보

Madey, John M. J. (1971). "Stimulated Emission of Bremsstrahlung in a Periodic Magnetic Field". Journal of Applied Physics. 42 (5): 1906–1913. Bibcode:1971JAP....42.1906M. doi:10.1063/1.1660466.
Madey, John, 주기적으로 편향된 전자빔에서 방사선의 자극 방출, 미국 특허 38 22 410,1974
Boscolo, I.; Brautti, G.; Clauser, T.; Stagno, V. (1979). "Free-electron lasers and masers on curved paths". Applied Physics. 19 (1): 47–51. Bibcode:1979ApPhy..19...47B. doi:10.1007/BF00900537. S2CID 121093465.
Deacon, D. A. G.; Elias, L. R.; Madey, J. M. J.; Ramian, G. J.; Schwettman, H. A.; Smith, T. I. (1977). "First Operation of a Free-Electron Laser". Physical Review Letters. 38 (16): 892–894. Bibcode:1977PhRvL..38..892D. doi:10.1103/physrevlett.38.892.
Elias, Luis R.; Fairbank, William M.; Madey, John M. J.; Schwettman, H. Alan; Smith, Todd I. (1976). "Observation of Stimulated Emission of Radiation by Relativistic Electrons in a Spatially Periodic Transverse Magnetic Field". Physical Review Letters. 36 (13): 717–720. Bibcode:1976PhRvL..36..717E. doi:10.1103/physrevlett.36.717.
Gover, Avraham; Livni, Zohar (1978). "Operation regimes of Cerenkov-Smith-Purcell free electron lasers and T.W. Amplifiers". Optics Communications. 26 (3): 375–380. Bibcode:1978OptCo..26..375G. doi:10.1016/0030-4018(78)90226-2.
Gover, A.; Yariv, A. (1978). "Collective and single-electron interactions of electron beams with electromagnetic waves, and free-electron lasers". Applied Physics. 16 (2): 121–138. Bibcode:1978ApPhy..16..121G. doi:10.1007/bf00930376. S2CID 18497302.
"제퍼슨 연구소의 FEL 프로그램" 제퍼슨 연구소의 자유 전자 레이저 프로그램
Brau, C. A. (1988). "Free-Electron Lasers". Science. 239 (4844): 1115–1121. Bibcode:1988Sci...239.1115B. doi:10.1126/science.239.4844.1115. PMID 17791971. S2CID 45638507.
Paolo Luchini, Hans Motz, Undulators and Free-electron Lasers, 옥스포드 대학 출판부, 1990.

외부 링크

결정학을 배우기 위해 웹에 포함된 XFEL 전용 챕터 CSIC
Lightsources.org
LCLS Linac 코히런트 광원, SLAC National Accelerator Laboratory의 세계 최초 하드 X선 FEL
FERMI, 트리에스테의 ELETTRA 싱크로트론의 새로운 FEL
자유 전자 레이저 오픈 북 (전국 아카데미 프레스 ) 2008-07-19 웨이백 머신에 보관
월드 와이드 웹 가상 라이브러리:자유 전자 레이저 연구 및 응용 프로그램
유럽 XFEL
PSI 스위스FEL
SPRING-8 콤팩트 SASE 소스
PAL-XFEL, 한국
드레스덴 FEL의 전자빔 전송 시스템 및 진단
적외선 전자투과용 자유전자레이저 FLIX
W. M. Keck 자유 전자 레이저 센터
제퍼슨 연구소의 자유 전자 레이저 프로그램
프리 일렉트로닉 레이저: The Next Generation by Davidide Castelvecchi New Scientist, 2006년 1월 21일
방위 및 보안용 공중 메가와트급 자유 전자 레이저
FERMI@Elettra 자유 전자 레이저 프로젝트
자유전자레이저과학센터(CFEL)
네덜란드 Nimegen에 있는 FELIX Laboratory, 자유 전자 레이저

[1] Margaritondo, G.; Rebernik Ribic, P. (2011-03-01). "A simplified description of X-ray free-electron lasers". Journal of Synchrotron Radiation. 18 (2): 101–108. doi:10.1107/S090904951004896X. ISSN 0909-0495. PMC 3042323. PMID 21335894.

[huang-2] Huang, Z.; Kim, K. J. (2007). "Review of x-ray free-electron laser theory" (PDF). Physical Review Special Topics: Accelerators and Beams. 10 (3): 034801. Bibcode:2007PhRvS..10c4801H. doi:10.1103/PhysRevSTAB.10.034801.

[3] F. J. Duarte(Ed.), 조정 가능한 레이저 핸드북(Academic, New York, 1995) 9장.

[4] "New Era of Research Begins as World's First Hard X-ray Laser Achieves "First Light"". SLAC National Accelerator Laboratory. April 21, 2009. Retrieved 2013-11-06.

[5] C. Pellegrini, X선 자유 전자 레이저의 역사, The European Physical Journal H, 2012년 10월, 제37권, 제5, 페이지 659-708.http://www.slac.stanford.edu/cgi-wrap/getdoc/slac-pub-15120.pdf

[6] Motz, Hans (1951). "Applications of the Radiation from Fast Electron Beams". Journal of Applied Physics. 22 (5): 527–535. Bibcode:1951JAP....22..527M. doi:10.1063/1.1700002.

[7] Motz, H.; Thon, W.; Whitehurst, R. N. (1953). "Experiments on Radiation by Fast Electron Beams". Journal of Applied Physics. 24 (7): 826. Bibcode:1953JAP....24..826M. doi:10.1063/1.1721389.

[8] Deacon, D. A. G.; Elias, L. R.; Madey, J. M. J.; Ramian, G. J.; Schwettman, H. A.; Smith, T. I. (1977). "First Operation of a Free-Electron Laser". Physical Review Letters. Prl.aps.org. 38 (16): 892–894. Bibcode:1977PhRvL..38..892D. doi:10.1103/PhysRevLett.38.892.

[9] Feldhaus, J.; Arthur, J.; Hastings, J. B. (2005). "X-ray free-electron lasers". Journal of Physics B. 38 (9): S799. Bibcode:2005JPhB...38S.799F. doi:10.1088/0953-4075/38/9/023.

[10] Huang, Z.; Kim, K.-J. (2007). "Review of x-ray free-electron laser theory". Physical Review Special Topics: Accelerators and Beams. 10 (3): 034801. Bibcode:2007PhRvS..10c4801H. doi:10.1103/PhysRevSTAB.10.034801.

[fain-11] Fain, B.; Milonni, P. W. (1987). "Classical stimulated emission". Journal of the Optical Society of America B. 4 (1): 78. Bibcode:1987JOSAB...4...78F. doi:10.1364/JOSAB.4.000078.

[12] Benson, S.; Madey, J. M. J. (1984). "Quantum fluctuations in XUV free electron lasers". AIP Conference Proceedings. Vol. 118. pp. 173–182. doi:10.1063/1.34633.

[13] Schöllkopf, Wieland; Gewinner, Sandy; Junkes, Heinz; Paarmann, Alexander; von Helden, Gert; Bluem, Hans P.; Todd, Alan M. M. (201). Biedron, Sandra G (ed.). "The new IR and THz FEL facility at the Fritz Haber Institute in Berlin". Advances in X-ray Free-Electron Lasers Instrumentation III. International Society for Optics and Photonics. 9512: 95121L. Bibcode:2015SPIE.9512E..1LS. doi:10.1117/12.2182284. hdl:11858/00-001M-0000-0027-13DB-1. S2CID 55435812.

[14] "The FHI free-electron laser (FEL) facility". Fritz Haber Institute of the Max Planck Society. Retrieved 2020-05-04.

[XFEL-15] "XFEL information webpages". Retrieved 2007-12-21.

[16] Doerr, Allison (November 2018). "High-speed protein crystallography". Nature Methods. 15 (11): 855. doi:10.1038/s41592-018-0205-x. PMID 30377367.

[17] Irving, Michael (2022-05-11). "World's most powerful X-ray laser now fires a million bursts per second". New Atlas. Retrieved 2022-05-16.

[18] "FERMI HomePage". Elettra.trieste.it. 2013-10-24. Retrieved 2014-02-17.

[nature-19] Amann, J.; Berg, W.; Blank, V.; Decker, F. -J.; Ding, Y.; Emma, P.; Feng, Y.; Frisch, J.; Fritz, D.; Hastings, J.; Huang, Z.; Krzywinski, J.; Lindberg, R.; Loos, H.; Lutman, A.; Nuhn, H. -D.; Ratner, D.; Rzepiela, J.; Shu, D.; Shvyd'ko, Y.; Spampinati, S.; Stoupin, S.; Terentyev, S.; Trakhtenberg, E.; Walz, D.; Welch, J.; Wu, J.; Zholents, A.; Zhu, D. (2012). "Demonstration of self-seeding in a hard-X-ray free-electron laser". Nature Photonics. 6 (10): 693. Bibcode:2012NaPho...6..693A. doi:10.1038/nphoton.2012.180.

[20] ""Self-seeding" promises to speed discoveries, add new scientific capabilities". SLAC National Accelerator Laboratory. August 13, 2012. Archived from the original on February 22, 2014. Retrieved 2013-11-06.

[21] Normile, Dennis (2017). "Unique free electron laser laboratory opens in China". Science. 355 (6322): 235. Bibcode:2017Sci...355..235N. doi:10.1126/science.355.6322.235. PMID 28104847.

[22] Chapman, Henry N.; Caleman, Carl; Timneanu, Nicusor (2014-07-17). "Diffraction before destruction". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 369 (1647): 20130313. doi:10.1098/rstb.2013.0313. PMC 4052855. PMID 24914146.

[23] Frank, Matthias; Carlson, David B; Hunter, Mark S; Williams, Garth J; Messerschmidt, Marc; Zatsepin, Nadia A; Barty, Anton; Benner, W. Henry; Chu, Kaiqin; Graf, Alexander T; Hau-Riege, Stefan P; Kirian, Richard A; Padeste, Celestino; Pardini, Tommaso; Pedrini, Bill; Segelke, Brent; Seibert, M. Marvin; Spence, John C. H; Tsai, Ching-Ju; Lane, Stephen M; Li, Xiao-Dan; Schertler, Gebhard; Boutet, Sebastien; Coleman, Matthew; Evans, James E (2014). "Super-bright, fast X-ray free-electron lasers can now image single layer of proteins". IUCrJ. 1 (2): 95–100. doi:10.1107/S2052252514001444. PMC 4062087. PMID 25075325. Retrieved 2014-02-17.

[24] "Facts and Figures". www.xfel.eu. Retrieved 2020-11-15.

[25] Bobkov, S. A.; Teslyuk, A. B.; Kurta, R. P.; Gorobtsov, O. Yu; Yefanov, O. M.; Ilyin, V. A.; Senin, R. A.; Vartanyants, I. A. (2015-11-01). "Sorting algorithms for single-particle imaging experiments at X-ray free-electron lasers". Journal of Synchrotron Radiation. 22 (6): 1345–1352. doi:10.1107/S1600577515017348. ISSN 1600-5775. PMID 26524297.

[26] Yoon, Chun Hong; Schwander, Peter; Abergel, Chantal; Andersson, Inger; Andreasson, Jakob; Aquila, Andrew; Bajt, Saša; Barthelmess, Miriam; Barty, Anton; Bogan, Michael J.; Bostedt, Christoph (2011-08-15). "Unsupervised classification of single-particle X-ray diffraction snapshots by spectral clustering". Optics Express. 19 (17): 16542–16549. Bibcode:2011OExpr..1916542Y. doi:10.1364/OE.19.016542. ISSN 1094-4087. PMID 21935018.

[27] Kuhlbrandt, W. (2014-03-28). "The Resolution Revolution". Science. 343 (6178): 1443–1444. Bibcode:2014Sci...343.1443K. doi:10.1126/science.1251652. ISSN 0036-8075. PMID 24675944. S2CID 35524447.

[28] Sobolev, Egor; Zolotarev, Sergei; Giewekemeyer, Klaus; Bielecki, Johan; Okamoto, Kenta; Reddy, Hemanth K. N.; Andreasson, Jakob; Ayyer, Kartik; Barak, Imrich; Bari, Sadia; Barty, Anton (2020-05-29). "Megahertz single-particle imaging at the European XFEL". Communications Physics. 3 (1): 97. arXiv:1912.10796. Bibcode:2020CmPhy...3...97S. doi:10.1038/s42005-020-0362-y. ISSN 2399-3650.

[29] Edwards, G.; Logan, R.; Copeland, M.; Reinisch, L.; Davidson, J.; Johnson, B.; MacIunas, R.; Mendenhall, M.; Ossoff, R.; Tribble, J.; Werkhaven, J.; O'Day, D. (1994). "Tissue ablation by a free-electron laser tuned to the amide II band". Nature. 371 (6496): 416–9. Bibcode:1994Natur.371..416E. doi:10.1038/371416a0. PMID 8090220. S2CID 4352100.

[30] "Laser light from Free-Electron Laser used for first time in human surgery". Archived from the original on 2012-10-06. Retrieved 2010-11-06.

[31] 글렌 S.Edwards et al., Sci 목사님설치 74 (2003) 3207

[32] MacKanos, M. A.; Joos, K. M.; Kozub, J. A.; Jansen, E. D. (2005). "Corneal ablation using the pulse stretched free electron laser". In Manns, Fabrice; Soederberg, Per G; Ho, Arthur; Stuck, Bruce E; Belkin, Michael (eds.). Ophthalmic Technologies XV. Ophthalmic Technologies XV. Vol. 5688. p. 177. doi:10.1117/12.596603. S2CID 137024558.

[Duarte2010-33] F. J. Duarte (12 December 2010). "6". Tunable Laser Applications, Second Edition. CRC Press. ISBN 978-1-4200-6058-4.

[34] Jayasinghe, Aroshan; Ivanov, Borislav; Hutson, M. Shane (2009-03-18). "Efficiency and Plume Dynamics for Mid-IR Laser Ablation of Cornea". APS March Meeting Abstracts: T27.006. Bibcode:2009APS..MART27006J. Retrieved 2010-11-06.

[35] "BBC health". BBC News. 2006-04-10. Retrieved 2007-12-21.

[36] "Dr Rox Anderson treatment". Retrieved 2007-12-21.

[37] "Jefferson Lab FEL". Archived from the original on 2006-10-16. Retrieved 2009-06-08.

[38] Whitney, Roy; Douglas, David; Neil, George (March 2005). Wood, Gary L (ed.). "Airborne megawatt class free-electron laser for defense and security". Laser Source and System Technology for Defense and Security. 5792: 109. Bibcode:2005SPIE.5792..109W. doi:10.1117/12.603906. OSTI 841301. S2CID 111883401.

[39] "Raytheon Awarded Contract for Office of Naval Research's Free Electron Laser Program". Archived from the original on 2009-02-11. Retrieved 2009-06-12.

[40] "Boeing Completes Preliminary Design of Free Electron Laser Weapon System". Retrieved 2010-03-29.

[41] "Breakthrough Laser Could Revolutionize Navy's Weaponry". Fox News. 2011-01-20. Retrieved 2011-01-22.

[1]

[2]

[4]

[3]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

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