Nedavno, theInstitut Fritz Haber (FHI)društva Max Planck u Berlinu, Njemačka, postigla je tehnološku prekretnicu - prvu operaciju infracrvenog lasera sa slobodnim elektronima u dvobojnom modu.
Ova vodeća svjetska tehnološka inovacija omogućava simultane dvobojne laserske impulsne eksperimente i otvara nove mogućnosti za primjene kao što je proučavanje vremenskih procesa u čvrstim tvarima i molekulima.
Trenutno postoji desetak lasera sa slobodnim elektronima dostupnih širom svijeta, koji se uvelike razlikuju po veličini (od nekoliko metara do nekoliko kilometara), rasponu valnih dužina (od mikrovalnih do tvrdih rendgenskih zraka) i cijeni (od miliona do više od milijardu). Međutim, imaju zajedničku osobinu: svi proizvode intenzivne i kratke impulse zračenja.
Poslednjih decenija laseri sa slobodnim elektronima postali su važan izvor zračenja i široko se koriste u osnovnim istraživanjima i primenjenoj nauci.
Poznato je da su istraživači sa Instituta Fritz Haber (FHI), zajedno sa partnerima u Sjedinjenim Državama, razvili novu metodu koja je sposobna generirati infracrvene impulse dvije različite boje istovremeno.
Realizacija ove tehnologije je genijalna: u struji slobodnog elektronskog snopa, elektronski snopovi se prvo ubrzavaju elektronskom papučicom gasa kako bi se postigle ekstremno visoke kinetičke energije bliske brzini svjetlosti. Nakon toga, ovi elektroni velike brzine prolaze kroz fluktuator i tjeraju ih na putanju nalik ciklotronu djelovanjem jakog magnetskog polja s periodično promjenjivim polaritetom.
Oscilirajuće djelovanje elektrona rezultira emisijom elektromagnetnog zračenja, čija se valna dužina može precizno kontrolirati podešavanjem ili energije elektrona ili jačine magnetskog polja. Zbog toga su laseri sa slobodnim elektronima (FEL) sposobni generirati zračenje slično laseru u gotovo svim dijelovima elektromagnetnog spektra, pokrivajući širok raspon od dugih teraherca do kratkih rendgenskih valnih dužina.
Od 2012. FHI-jevi FEL-ovi rade stabilno, proizvodeći intenzivno impulsno zračenje sa talasnim dužinama koje se kontinuirano podešavaju u srednjem infracrvenom (MIR) opsegu, od 2,8 mikrona do 50 mikrona. Poslednjih godina, naučnici i inženjeri FHI-ja radili su na proširenju u dve boje, uspešno instalirajući drugu granu FEL-a za proizvodnju dalekog infracrvenog (FIR) zračenja na talasnim dužinama između 5 i 170 mikrona.
Ova inovacija ne samo da proširuje opseg primjene FEL-ova, već i otvara nove puteve za njihov razvoj u području naučnih istraživanja.
