新技术可高效产生X射线激光脉冲，发光效率大幅提升至80%
日期：
2023-02-28
浏览次数:
7
近日，奥地利维也纳工业大学（TU Wien）的一组研究人员宣布开发出一种新的、更简单、更有效的X射线激光脉冲产生技术。在日常场景中，医院里用来检查断腿这类的X光片很容易制作。然而，工业应用场景中则需要一种完全不同的X射线辐射——即尽可能短且高能的X射线激光脉冲。例如，它们被用于纳米结构和电子元件的生产，但也用于实时监测化学反应。纳米波长范围内的强烈、极短波X射线脉冲很难产生，但现在维也纳工业大学已经开发了一种新的、更简单的方法：它并不是利用钛蓝宝石激光器，而是利用镱激光器。关键的技巧是，光通过气体来改变它的性质。激光束的波长取决于产生激光束的材料：在所涉及的原子或分子中，电子从一种状态转变为另一种能量较低的状态。这导致光子被发射出来——它的波长取决于电子在状态变化过程中损失了多少能量。通过这种方式，就可以产生不同颜色的激光——从红色到紫色。然而，为了制造波长更小的激光束，必须采用特殊的技巧：首先，制造波长更长的激光束，并向原子发射。一个电子被从原子中剥离出来，并在激光的电场中加速。然后它转回来，再次与原来的原子碰撞，从而产生短波X射线。这种技术被称为“高谐波产生”。维也纳工业大学光子学研究所的Paolo Carpeggiani解释称：“乍一看，这种情况似乎有些违反直觉。因为科学家们此前已经用事实证明——原始激光束的波长越大，你最终能达到的波长就越小。然而，X射线辐射的产生效率在这个过程中也会降低：如果你想产生非常短波的辐射，它的强度就会变得非常低。”到目前为止，这种技术几乎总是通过使用钛蓝宝石激光器，然后用特殊晶体增加其辐射波长，以便通过高谐波产生产生最短的X射线辐射。然而，维也纳工业大学的研究小组开发了一种更简单、同时也更强大的方法：他们使用镱激光器。镱激光器比钛蓝宝石激光器更简单、更便宜、更强大，但到目前为止，它们在X射线产生方面的性能要低得多。维也纳工业大学团队的关键突破点在于，他们首次增加了镱激光辐射的波长——不是像往常一样通过晶体发射，而是通过分子气体发射。这大大提高了发光效率，从以往的20％增加到80％左右。
Hot News
/
相关推荐
2025
-
04
-
21
点击次数:
0
来源：中国科学院宁波材料技术与工程研究所柔性钙钛矿/铜铟镓硒（CIGS）叠层太阳电池因其兼具钙钛矿优异的光电性能和CIGS出色的机械柔韧性，在轻质柔性化光伏领域展现出广阔的应用前景。然而，该体系面临的关键科学问题在于，粗糙的CIGS底电池表面会导致钙钛矿活性层难以实现均匀覆盖，同时传统自组装单分子（SAMs）空穴传输材料易发生团簇和界面脱附现象，这些因素严重制约了叠层器件（尤其是大面积器件）的光电...
2025
-
04
-
21
点击次数:
1
来源：广西大学物理科学与工程技术学院近日，我院光场调控与智能光子学团队在利用光镊揭示钙钛矿量子点荧光抑制研究中取得进展，相关研究成果已被《Langmuir》（中科院二区）期刊接收发表，题为" Force-Induced Luminescence Suppression in Colloidal Clusters Revealed by Optical Tweezers"。钙钛矿...
2025
-
04
-
18
点击次数:
161
2025年4月17日下午，市稀土协会的秘书长吴建思、副秘书长崔中倪赴协会理事单位上海率志贸易有限公司，拜访了协会贸易专委会主任魏建中董事长，主要就近期进出口贸易形式，贸易专委会下一步工作如何开展等话题，听取老专家的看法和意见。在交流过程中，吴秘书长首先对魏总长期以来在稀土行业中的付出和贡献致以崇高敬意并表示慰问，随后就稀土企业近期遇到的问题，协会与政府部门之间的沟通交流以及贸易专委会下一步拟开展的...
2025
-
04
-
18
点击次数:
152
2025年4月17日下午，市稀土协会的秘书长吴建思、副秘书长崔中倪赴协会理事单位上海率志贸易有限公司，拜访了协会贸易专委会主任魏建中董事长，主要就近期进出口贸易形式，贸易专委会下一步工作如何开展等话题，听取老专家的看法和意见。在交流过程中，吴秘书长首先对魏总长期以来在稀土行业中的付出和贡献致以崇高敬意并表示慰问，随后就稀土企业近期遇到的问题，协会与政府部门之间的沟通交流以及贸易专委会下一步拟开展的...