雙光束白光干涉系統的理論模擬與實驗研究

鄧明君1,2,3 王勇1 薛超凡1 邰仁忠1

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雙光束白光干涉系統的理論模擬與實驗研究

鄧明君王勇薛超凡邰仁忠

1（中國科學院上海應用物理研究所張江園區 上海201204） 2（中國科學院大學 北京100049） 3（上海科技大學 上海201210）

為了實現一般性樣品的自由電子激光三維成像，搭建了一套用于上海軟X射線自由電子激光裝置的雙光束單脈沖三維成像裝置。計劃利用可見光對該成像裝置進行離線時空對準，利用自由電子激光對其進行在線時空對準。為了保證離線對準的順利實現，需要搭建一套基于雙光束白光干涉原理的離線對準系統。本文設計了一套雙光束白光干涉系統，并結合波動光學原理和MATLAB軟件對其進行了離線對準原理的理論模擬驗證。隨后搭建了該套系統，并成功對該系統進行了時空對準調試與驗證，時間對準調節精度達48.1 fs。經簡單改進后，該系統可作為自由電子激光三維成像裝置的離線對準系統，用于其離線對準調節。

自由電子激光，雙光束，白光干涉

作為一種新型光源，自由電子激光(Free Electron Laser, FEL)在光致電離激發、分子超快動力學、生物學等諸多領域都有著廣泛的應用，這得益于其優良的光學特性。其亮度高、相干性好，所以在物質結構表征成像方面表現出色；其脈沖持續時間可以達到飛秒量級，使得我們可以在樣品結構破壞之前采集到足夠多的樣品信息，進行樣品結構的圖像重建。具體到三維成像方面的應用，在傳統的同步輻射光源上，樣品的三維成像通過不斷改變受照射樣品的取向來實現，這樣做的缺點是樣品要接受長時間輻照，輻射損傷大；……