Baru-baru ini,Institut Fritz Haber (FHI)dari Max Planck Society di Berlin, Jerman, mencapai tonggak sejarah teknologi - pengoperasian pertama laser elektron bebas inframerah dalam mode dua warna.
Inovasi teknologi terdepan di dunia ini memungkinkan eksperimen pulsa laser dua warna secara simultan dan membuka kemungkinan baru untuk penerapan seperti studi proses waktu dalam padatan dan molekul.
Saat ini, ada sekitar selusin laser elektron bebas yang tersedia di seluruh dunia, dengan ukuran yang sangat bervariasi (dari beberapa meter hingga beberapa kilometer), rentang panjang gelombang (dari gelombang mikro hingga sinar-X keras), dan biaya (dari jutaan hingga lebih dari satu juta dolar). satu miliar). Namun, mereka memiliki ciri yang sama: semuanya menghasilkan gelombang radiasi yang intens dan pendek.
Dalam beberapa dekade terakhir, laser elektron bebas telah menjadi sumber radiasi yang penting dan banyak digunakan dalam penelitian dasar dan ilmu terapan.
Diketahui, para peneliti di Fritz Haber Institute (FHI) bersama mitranya di Amerika Serikat telah mengembangkan metode baru yang mampu menghasilkan pulsa inframerah dua warna berbeda secara bersamaan.
Realisasi teknologi ini sangat cerdik: Dalam aliran berkas elektron bebas, berkas elektron pertama-tama dipercepat oleh pedal gas elektron untuk mencapai energi kinetik yang sangat tinggi mendekati kecepatan cahaya. Selanjutnya, elektron berkecepatan tinggi ini melewati fluktuator dan dipaksa masuk ke jalur seperti siklotron oleh aksi medan magnet yang kuat dengan polaritas yang berubah secara berkala.
Aksi osilasi elektron menghasilkan emisi radiasi elektromagnetik, yang panjang gelombangnya dapat dikontrol secara tepat dengan menyesuaikan energi elektron atau kekuatan medan magnet. Oleh karena itu, laser elektron bebas (FEL) mampu menghasilkan radiasi mirip laser di hampir seluruh bagian spektrum elektromagnetik, yang mencakup rentang luas dari terahertz panjang hingga panjang gelombang sinar-X pendek.
Sejak tahun 2012, FEL FHI telah beroperasi secara stabil, menghasilkan radiasi berdenyut intens dengan panjang gelombang yang dapat disesuaikan secara terus menerus dalam kisaran inframerah-tengah (MIR), dari 2,8 mikron hingga 50 mikron. Dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan dan insinyur FHI telah mengerjakan ekstensi dua warna, dan berhasil memasang cabang kedua FEL untuk menghasilkan radiasi inframerah jauh (FIR) pada panjang gelombang antara 5 dan 170 mikron.
Inovasi ini tidak hanya memperluas jangkauan penerapan FEL tetapi juga membuka jalan baru bagi pengembangannya di bidang penelitian ilmiah.
