前端技术
您当前的位置:首页 > 技术 > 前端技术
 
“大连光源”发出世界上最亮的极紫外光
来源:中国粉体技术网    更新时间:2017-01-17 09:12:46    浏览次数:
 
  中国第一,世界最亮
  2017年1月15日,中科院研制的“大连光源”发出了世界上最强的极紫外自由电子激光脉冲,单个皮秒激光脉冲产生140万亿个光子,成为世界上最亮且波长完全可调的极紫外自由电子激光光源。


世界上最强的极紫外自由电子激光脉冲
 
  “大连光源”是中国第一台大型自由电子激光科学研究用户装置,是当今世界上唯一运行在极紫外波段的自由电子激光装置,如今也是世界上最亮的极紫外光源。

  什么是极紫外光?
  光的本质是电磁波,同时也是粒子,光子本身带有能量,波长越短,光子的能量就越高。可见光的波长大致处于400-700纳米之间(1纳米等于10亿分之一米),其光子能量可以刺激人的视觉细胞产生信号,而波长小于可见光的紫外光因为光子能量高,就会对人体产生危害,比如UVA(320-400nm)和UVB(270-320nm)紫外光。而当波长短到100纳米附近时,一个光子所具备的能量就足以电离一个原子或分子而又不会把分子打碎,这个波段的光称为极紫外光。


世界上最强的极紫外自由电子激光脉冲
 

  极紫外光有什么用?
  自由电子激光是国际上最先进的新一代先进光源,也是当今世界先进国家竞相发展的重要方向,在科学研究、先进技术、国防科技发展中有着重要的应用前景。
  很多物理和化学过程在本质上都是原子和分子过程,比如臭氧层空洞的形成涉及到大气上层臭氧分子(O3)的淬灭机制,雾霾的形成涉及到污染物分子(SO2、CO等)聚集过程,燃烧过程涉及到氧原子或氧分子与其它分子的反应等一系列过程。要控制或利用这些物理和化学过程,就需要在实验室里研究这些过程所涉及到的原子和分子的反应机制,因此就需要精确并且高灵敏度地探测所涉及到原子和分子。自由电子激光能够给分子“拍电影”,比如记录化学键断裂的动态过程,具有非常诱人的应用前景。
  在科学实验中,需要探测的原子或分子数量可能非常少,存在时间也非常短,普通的极紫外光源无法满足这个需求,必须要有高亮度的极紫外光源,即极紫外激光。极紫外激光只能在脱离原子核而单独存在的自由状态的电子中产生。
  举国关注的雾霾问题,就可以利用大连光源来研究。在极紫外光照射下的区域内,几乎所有的原子和分子都“无处遁形”。大气中的化学物质与水分子作用后,形成分子团簇,这些团簇在生长过程中吸附大气中各种污染分子,生长为较大的气溶胶颗粒,并逐渐成长为雾霾。利用大连光源极紫外软电离技术,能够解析大气化学中性团簇的精细结构,揭示大气中气溶胶的成核动力学机制。
  世界上90%的能源来自于燃烧,高效利用能源以及减少污染排放是重要的世界性问题。极紫外光可利用单光子电离的方法灵敏探测燃烧中间反应步骤和中间体的理想光源,为阐明燃烧过程中的化学机理提供坚实的基础。

  “大连光源”的特点
  “大连光源”的每一个激光脉冲可以发出超过10万亿个光子;波长可在50nm到150nm之间完全连续可调,具有完全的相干性;该激光可以工作在飞秒或皮秒脉冲模式,可以用SASE(自放大自发辐射)或HGHG(高增益谐波放大)模式运行。


科研人员在调试“大连光源”仪器设备

  因此,“大连光源”可被用于观测与燃烧、大气以及洁净能源相关的物理化学过程,将大大促进中国在能源、光学、物理、生物、材料、大气雾霾、光刻等多个重要领域研究水平的提升。
  资料来源于中国科技网、科学网、人民网,由中国粉体技术网独家编辑整理,转载请注明来源:中国粉体技术网。


更多精彩!欢迎扫描下方二维码关注中国粉体技术网官方微信(粉体技术网)
中国粉体技术网微信公众号 粉体技术网 bjyyxtech
 
相关信息 更多>>
“大连光源”发出世界上最亮的极紫外光2017-01-17
 
我要评论

人物访谈 更多>>

企业动态 更多>>

热点综述 更多>>