Figur 1
Skiss över försöksuppställningen med modulator- och analysatorstruktur och skisser över elektronernas fasrumsbeteende. (a) Laseremitterade elektroner fokuseras in i mitten av kanalen i den första dielektriska laseraccelerationsstrukturen, som består av två rader av pelare, modulatorn. En SEM-bild av modulator- och analysatorstrukturen kan ses i bakgrunden av denna skiss. När elektronerna har spridit sig genom analysatorstrukturen mäts deras energi med en spektrometer för magnetisk avböjning. (b) Skiss över utvecklingen av elektronpulsens varaktighet. Vid källan liknar elektronpulsens varaktighet den för den utlösande UV-laserpulsen (∼100 fs). Under spridningen genom elektronkolonnen ökar baneffekterna elektronpulsens varaktighet till ungefär 400 fs vid modulatorn. Den pulsade laserstrålen som verkar på varje ankommande elektronpuls modulerar elektronernas energi. Under den efterföljande spridningen leder energimoduleringen till en densitetsmodulering. Vid det tidsmässiga fokuset uppnås den minsta elektronpulsvaraktigheten för varje grupp av elektronpulser. Den tidsmässiga fokuseringens position beror på amplituden av energimoduleringen i modulatorn. Här visas mikrobunching vid analysatorns position. (c) Skiss över fasrumsutvecklingen under elektronavdriften. Den vertikala axeln anger elektronernas energi plottat över en cykel (-π⋯π≡6,45 fs). De snabbare elektronerna med högre energi hinner ikapp de långsammare elektronerna och bildar det mikrobunchade pulståget. (d) Exempel på spektrogram av elektronerna efter interaktion i enbart modulatorn (laserintensitet på 3×1011 W cm-2). Den röda kurvan visar den homogena breddningen inom det röda området. (e) Exempel på spektrogram med modulator- och analysatorstruktur belyst (1,5×1010 W cm-2 i modulatorn, 2,5×1010 W cm-2 i analysatorn). Periodiciteten med den optiska perioden på 6,45 fs och suboptiska cykeldurationsfunktioner är tydligt synliga.
Återanvändning & Tillstånd