美國杰斐遜國家實(shí)驗(yàn)室傳來最新消息，由該實(shí)驗(yàn)室研制的10千瓦級(jí)自由電子激光器2003年6月17日首次出光，經(jīng)過一年的努力，2004年6月底在 6微米波長(zhǎng)連續(xù)波運(yùn)行時(shí)獲得8.5 千瓦功率，加速器運(yùn)行的能量為145 MeV，流強(qiáng)5 mA，（下圖為自由電子激光器的輸出功率和試驗(yàn)中的加速器電流，注意高功率時(shí)的延長(zhǎng)時(shí)間）接近了10千瓦的設(shè)計(jì)指標(biāo)。

自由電子激光器提供強(qiáng)大的激光束流，激光可以調(diào)到精確的顏色或波長(zhǎng)。自由電子激光器（FEL）在任何波長(zhǎng)都吸收和釋放能量，因?yàn)殡娮邮菑脑俞尫懦鰜淼?。這一主要特征使得能夠控制（比對(duì)通常的激光器更準(zhǔn)確）自由電子激光器以短脈沖方式產(chǎn)生強(qiáng)大的光。

該裝置是從2001年因產(chǎn)生2100瓦的紅外光而打破記錄的1千瓦紅外自由電子激光器改進(jìn)而成的。在1千瓦的自由電子激光拆除一年半后，新改進(jìn)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生10千瓦紅外線光和1千瓦紫外線光的自由電子激光器順利出光。

杰斐遜國家實(shí)驗(yàn)室的第一臺(tái)自由電子激光器（IR-Demo）于1999年調(diào)試完畢，后作為一個(gè)用戶設(shè)施運(yùn)行，先后為大約30個(gè)小組提供約3000小時(shí)的束流。（右圖為IR Demo自由電子激光器的高功率源）

（下圖為杰斐遜國家實(shí)驗(yàn)室原自由電子激光器的示意圖）

自由電子激光器的改進(jìn)能夠使其在更廣的波長(zhǎng)范圍內(nèi)運(yùn)行，即從紫外0.25微米到15 微米，平均功率高到10000瓦，可調(diào)性更快。

通過增加兩個(gè)超導(dǎo)直線加速器部件，改進(jìn)后的機(jī)器能量從 40 MeV 提高到160 MeV，束流的平均電流從 5 mA提高到 10 mA，通過采用光學(xué)速調(diào)管，使引出效率提高2倍。紫外線區(qū)，將采用單獨(dú)的光學(xué)腔體和扭擺磁鐵。

對(duì)各種源來說，功率是波長(zhǎng)的函數(shù)，所有激光器均為亞毫微秒。（上圖為各類光源的比較）

（高能所科研處制作，內(nèi)容由侯儒成譯自美國Jefferson國家實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)頁）