在各种材料中，埃米Angstrom和阿秒Attosecond是电子动力学的基本时空尺度。尽管波长与原子尺度相当的阿秒脉冲，有望成为推进阿秒科学的关键工具，但产生高功率硬X射线阿秒脉冲，仍然是一项艰巨的挑战。
今日，欧洲X射线自由电子激光装置（European XFEL）Jiawei Yan等，在Nature Photonics上发文，报道了在一种特殊的操作模式时，利用自由电子激光产生太瓦级阿秒硬X射线脉冲。还获得了9keV单峰X射线脉冲，平均脉冲能量约为180μJ，比以前报道的高出了一个数量级以上，并且在半高宽处和平均脉冲持续时间约为200as。利用欧洲X射线自由电子激光装置XFEL的独特能力，每秒可传输10个脉冲序列，每个脉冲序列包含数百个重复频率为兆赫的脉冲，该项研究展示了重复频率为2.25MHz阿秒X射线脉冲的产生。这些高强度、高重复率阿秒X射线脉冲，为结构和电子无损伤X射线测量和阿秒时间分辨X射线方法，提供了变革性的应用前景，预示着超快X射线科学的新时代。![]()
Terawatt-attosecond hard X-ray free-electron laser at high repetition rate.
高重复率的太瓦级-阿秒硬X射线自由电子激光
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图1:欧洲X射线自由电子激光装置X-ray free-electron lasers，XFEL自啁啾操作模式的示意图。
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图2: 不同操作模式时的频谱分析。
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图3: 9keV单峰光谱分析。
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图4: 在高重复率时，自啁啾操作模式的性能。
Yan, J., Qin, W., Chen, Y. et al. Terawatt-attosecond hard X-ray free-electron laser at high repetition rate. Nat. Photon. (2024). https://doi.org/10.1038/s41566-024-01566-0https://www.nature.com/articles/s41566-024-01566-0声明：仅代表译者观点，如有不科学之处，请在下方留言指正！
