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用于超短电子束成像的超快速示波器

发布:laserline    |    2019-05-06 16:03    阅读:1191
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利用太赫兹电磁脉冲将电子束驱动成螺旋形图案,使研究人员能够以飞秒分辨率测量光束的完整形状。


L. Zhao et al., Phys. Rev. Lett. (2019)

超短电子束应用范围从粒子加速器到生物成像。要了解这些技术的最优运行需要理解电子束的全时域行为。然而,现有的表征方法缺乏足够的时间分辨率来描述电子脉冲的形状和到达时间,特别是当电子具有高能量时。中国上海交通大学的Lingrong Zhao和他的同事现在用一个示波器装置演示了解决这个问题的方法,这个示波器设备可以使用THz脉冲编码相对电子束的整个时间分布。

传统的阴极射线示波器用电子束测量电信号。在新的示波器中,Zhao和他的同事用高频圆极化的外部电磁脉冲来表征电子束。这种太赫兹脉冲与光束相互作用,因为它们都通过介质波导,迫使电子进入螺旋路径。结果,光束的不同部分击中示波器屏幕的不同位置,使光束的时间分布在探测器的空间上。

在他们展示新方法的过程中,该团队测量了分辨率为24飞秒的超短相对论电子束的形状。他们还确定了光束的到达时间在3飞秒之内。他们说,他们的示波器可以在现有的自由电子激光器和超快电子衍射实验中实现,为这些技术提供更高的时间分辨率成像能力。Zhao和他的同事们还相信,如果他们增加太赫兹脉冲的电场强度或减小波导的直径,他们的示波器可以达到亚飞秒级分辨率。该研究发表在物理评论快报上。

来源: APS Physics

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