上海应物所研究人员应邀在Nature Photonics发表观点文章

近日，中国科学院上海应用物理研究所自由电子激光部邓海啸研究员和冯超副研究员受邀在Nature Photonics杂志News and Views（新闻与观点）栏目以“X-raylasers: Multicolour emission”(X射线激光：多色脉冲) 为题发表观点文章(Nature Photonics 2016, 10, 695-696)，回顾和展望了多色自由电子激光的发展动态及其在超快时间分辨光谱学方面的应用前景，同时对利用电子束团的切片操控产生双色、三色自由电子激光脉冲进行了介绍和评论，并探讨了该项技术在超大带宽自由电子激光等其他方面应用的可行性。

基于多色超快激光的时间分辨光谱学，例如超快泵浦—探测和四波混频等技术已被广泛应用于探究物理、化学和生物学中一系列的快速动力学过程，帮助科学家深入理解物质变化的基本规律。然而，常规激光波长覆盖范围有限，很难达到200nm以下，这使得常规激光不能用于研究内层电子能级转变的过程，因而也无法用于探究原子分子尺度物质的结构和超快变化过程。X射线自由电子激光是当前国际公认的新一代先进光源，兼具同步辐射和常规激光的优点，这种同时具备高空间分辨率、高时间分辨率和高能量分辨率的X射线自由电子激光的出现，为实现先进的X射线时间分辨光谱学提供了革命性的工具。

多色脉冲是近年来自由电子激光领域迅速兴起的一项前沿技术，能够大大拓展自由电子激光应用范围和提高X射线光谱学的时间分辨率。通过控制自由电子激光的发光过程，使得同一团电子束在波荡器中可以连续发射出多个具有不同光子能量的超短脉冲，并使每个脉冲的中心波长和脉冲之间延时都可以连续、独立地调谐。目前，国际上的X射线自由电子激光装置都在着力开展多色脉冲的相关研究，并于近几年取得了一系列重要进展，有望为X射线时间分辨光谱学实验研究带来突破。（自由电子激光部供稿）