近日，德國柏林馬克斯普朗克學會的弗里茨哈伯研究所（FHI）實現了一個技術里程碑——紅外自由電子激光器首次在雙色模式下運行。

此項全球領先的技術創新，使得同步雙色激光脈沖實驗成為可能，并為研究固體和分子的時間過程等應用開辟了新的可能性。

目前，全世界范圍內大約有十多種自由電子激光器，這些激光器在尺寸（從幾米到幾公里）、波長范圍（從微波到硬X射線）和成本（從數百萬到超過10億）方面差異很大。

然而，它們擁有一個共同的特點：都會產生強烈而短的輻射脈沖。

近幾十年來，自由電子激光器已成為重要的輻射源，在基礎研究和應用科學中得到了廣泛的應用。

據悉，弗里茨哈伯研究所（FHI）的研究人員與美國的合作伙伴共同開發了一種新方法，該方法能夠同時產生兩種不同顏色的紅外脈沖。

這一技術的實現過程精妙絕倫：在自由電子束流中，電子束首先經過電子加速器的加速，達到接近光速的極高動能。

隨后，這些高速電子通過波動器，在周期性極性變化的強磁場作用下，被迫進入一個類似回旋的路徑。

電子的振蕩作用導致了電磁輻射的發射，而輻射的波長可以通過調整電子能量或磁場強度來進行精確控制。

正因如此，自由電子激光器（FELs）能夠在電磁頻譜的幾乎所有部分產生類似激光的輻射，覆蓋從長太赫茲到短X射線波長的廣闊范圍。

自2012年以來，FHI的FEL一直在穩定運行，產生強烈的脈沖輻射，其波長在中紅外（MIR）范圍內連續可調，范圍從2.8微米至50微米。

近年來，FHI的科學家和工程師致力于雙色擴展的研究，成功安裝了第二個FEL分支，以產生波長在5-170微米之間的遠紅外（FIR）輻射。

這一創新不僅拓展了FEL的應用范圍，也為其在科學研究領域的發展開辟了新的道路。

審核編輯：劉清