Figura 1
Sketch del setup sperimentale con struttura modulatore e analizzatore e schizzi del comportamento dello spazio di fase degli elettroni. (a) Gli elettroni emessi dal laser sono focalizzati nel centro del canale della prima struttura dielettrica di accelerazione laser, composta da due file di pilastri, il modulatore. Un’immagine SEM del modulatore e della struttura dell’analizzatore può essere vista sullo sfondo di questo disegno. Dopo che gli elettroni si sono propagati attraverso la struttura dell’analizzatore, la loro energia viene misurata con uno spettrometro a deflessione magnetica. (b) Schizzo dell’evoluzione della durata dell’impulso dell’elettrone. Alla sorgente, la durata dell’impulso di elettroni assomiglia a quella dell’impulso laser UV di innesco (∼100 fs). Durante la propagazione attraverso la colonna di elettroni, gli effetti di traiettoria aumentano la durata dell’impulso di elettroni a circa 400 fs al modulatore. Il raggio laser pulsato che agisce su ogni impulso di elettroni in arrivo modula l’energia degli elettroni. Durante la successiva propagazione, la modulazione di energia porta ad una modulazione di densità. Al fuoco temporale, viene raggiunta la durata minima dell’impulso di elettroni di ogni bunchlet. La posizione del fuoco temporale dipende dall’ampiezza della modulazione di energia nel modulatore. Qui è mostrato il microbunching nella posizione dell’analizzatore. (c) Schizzo dell’evoluzione dello spazio di fase durante la deriva dell’elettrone. L’asse verticale denota l’energia degli elettroni tracciata su un ciclo (-π⋯π≡6.45 fs). Gli elettroni più veloci ad alta energia raggiungono gli elettroni più lenti, formando il treno di impulsi microbunched. (d) Esempio di spettrogramma degli elettroni dopo l’interazione nel modulatore solo (intensità laser di 3×1011 W cm-2). La curva rossa mostra l’allargamento omogeneo all’interno della regione rossa. (e) Esempio di spettrogramma con modulatore e analizzatore struttura illuminata (1.5×1010 W cm-2 nel modulatore, 2.5×1010 W cm-2 nell’analizzatore). La periodicità con il periodo ottico di 6,45 fs e le caratteristiche di durata del ciclo subottico sono chiaramente visibili.
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