Les scientifiques développent une nouvelle approche pour la caractérisation en un seul coup d’impulsions laser ultracourtes à électrons libres

Des scientifiques de l’Institut de recherche avancée de Shanghai (SARI) de l’Académie chinoise des sciences ont proposé et validé une nouvelle approche pour la caractérisation en un seul coup d’impulsions laser à électrons libres ultracourtes, basée sur l’interférométrie spectrale auto-référencée. Leur approche innovante, publiée dans Lettres d’examen physiqueoffre une solution prometteuse aux défis des expériences scientifiques ultrarapides.

Les impulsions lumineuses attosecondes peuvent être utilisées pour observer et manipuler le mouvement électronique des atomes et des molécules, aidant ainsi les scientifiques à mieux comprendre les réactions chimiques, les structures électroniques et la dynamique moléculaire. La caractérisation spectrotemporelle complète des lasers attosecondes à électrons libres à rayons X revêt une grande importance pour les expériences scientifiques ultrarapides. Cependant, la caractérisation précise de ces impulsions en un seul coup constitue un goulot d’étranglement majeur dans l’application des lasers attosecondes à électrons libres à rayons X.

Dirigés par le professeur Feng Chao, les chercheurs ont proposé une approche utilisant l’effet d’attraction de fréquence comme moyen d’induire le cisaillement spectral. Cette approche permet de générer à la fois l’impulsion de rayonnement ultrarapide et l’impulsion de référence à partir du même faisceau d’électrons, permettant ainsi une interférométrie spectrale auto-référencée de l’impulsion de rayonnement.

À l’aide des paramètres de l’installation laser à électrons libres à rayons X mous de Shanghai, les chercheurs ont démontré que cette approche permet de reconstruire avec précision l’information spectrotemporelle complète des impulsions de rayons X attosecondes, avec un taux d’erreur de reconstruction inférieur à 6 %.

Par rapport aux méthodes traditionnelles de caractérisation d’impulsions ultrarapides dans les installations laser à électrons libres, cette approche présente plusieurs avantages. Il utilise un équipement simple, mais atteint une efficacité de diagnostic élevée grâce à des mesures en temps réel et en une seule fois,

Simultanément, il fournit des informations spectrotemporelles complètes et une précision diagnostique plus élevée pour des impulsions de rayonnement plus courtes. Ces avantages présentent une approche diagnostique unique pour optimiser et affiner les lasers à électrons libres à rayons X ultrarapides et les futures expériences scientifiques attosecondes basées sur des lasers à électrons libres à rayons X.

Cette étude marque une avancée significative dans le diagnostic en temps réel de haute précision des impulsions laser à électrons libres attoseconde.