自由电子激光器

【英国《新科学家》三月二十九日报道】美国新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室里的“自由电子激光器”所产生的能量达到了创纪录的水平。与此同时，斯坦福大学的研究人员已获得了一笔资金来建造一台自由电子激光器。他们希望这台激光器将能使他们获得创纪录的短波长。
自由电子激光器是激光技术和加速器技术的结合，来自电子束的能量通过一“扭轨”磁铁转移到光束上。这种激光器能有效地产生高激光能的潜力使许多研究人员，特别是那些负有研制高能激光武器使命的人们感到兴奋。科学家们对于仅仅通过变更电子能量或磁场参数就能改变激光波长的可能性感兴趣。
洛斯阿拉莫斯试验中获得高能的关键是向激光器提供动力的直线加速器里存在着强大的电流。只有大约百分之零点二的电子能量被转换成为激光能，大约相当于早些时候在斯坦福大学所进行的较低能量试验效率的五分之一。
斯坦福大学获得高效率的一个原因是使用了一种特殊的“扭轨”磁铁。这种磁铁里的磁间隔是随它的长度而变化的。洛斯阿拉莫斯实验室使用的是磁间隔不变的磁铁。这种磁铁的效率低。洛斯阿拉莫斯激光器以自持振荡方式已经启动了几次。
斯坦福大学Ｘ—射线实验室的主要目标不是获得高能而是短波长。这个实验室是由美国空军科研处出资三百三十万美元建立的。
这笔钱中的大部分将用于修建一个存储环。这个存储环是向自由电子激光提供动力和作为一种同步加速器辐射源的。自由电子激光器技术的先驱、斯坦福大学的约翰·马代说，这个存储环将有一个长为二十米的相互作用区。
这个相互作用区能使软Ｘ—射线区里产生短至十个毫微米的短波长。去年在奥尔萨伊开始运转的自由电子激光器的功率（能量）、效率和波长都是有限的。然而，奥尔萨伊试验却创造了零点六微米的最短，自由电子激光波长纪录。